KR101836578B1 - Semiconductor devices and methods of manufacture thereof - Google Patents
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Abstract
SRAM 셀은 제1 수직 풀-다운 트랜지스터 위에 적층된 제1 수직 풀-업 트랜지스터, 및 상제2 수직 풀-다운 트랜지스터 위에 적층된 제2 수직 풀-업 트랜지스터를 포함한다. 제1 수직 풀-업 트랜지스터 및 제2 수직 풀-다운 트랜지스터의 게이트들은 제1 비아에 의해 결합되는 반면에 제2 수직 풀-업 트랜지스터 및 제2 수직 풀-다운 트랜지스터의 게이트들은 제2 비아에 의해 결합된다. 제1 수직 풀-업 트랜지스터와 제2 수직 패스-레이트 트랜지스터의 게이트들은 제1 도전성 트레이스에 의해 결합되는 반면에 제2 수직 풀-업 트랜지스터 및 제2 수직 패스-게이트 트랜지스터의 게이트들은 제2 도전성 트레이스에 의해 결합된다. 상기 제2 수직 풀-업 트랜지스터의 게이트는 제3 비아에 의해 제2 도전성 트레이스에 결합되는 반면에 상기 제2 수직 풀-업 트랜지스터의 게이트는 제4 비아에 의해 제1 도전성 트레이스에 결합된다.The SRAM cell includes a first vertical pull-up transistor stacked on a first vertical pull-down transistor and a second vertical pull-up transistor stacked on a second vertical pull-down transistor. The gates of the first vertical pull-up transistor and the second vertical pull-down transistor are coupled by a first via while the gates of the second vertical pull-up transistor and the second vertical pull-down transistor are coupled by a second via . The gates of the first vertical pull-up transistor and the second vertical pass-rate transistor are coupled by the first conductive traces while the gates of the second vertical pull-up transistor and the second vertical pass- Lt; / RTI > The gate of the second vertical pull-up transistor is coupled to the second conductive trace by a third via while the gate of the second vertical pull-up transistor is coupled to the first conductive trace by a fourth via.
Description
본 발명은 반도체 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor device and a manufacturing method thereof.
반도체 산업은 최소 특징부 크기의 지속적인 감소에 의해 다양한 집적 회로의 집적 밀도를 계속해서 향상시키고 있으며, 이는 더 많은 전자 구성요소(예를 들어, 트랜지스터, 다이오드, 레지스터, 커패시터 등)가 주어진 영역에 집적될 수 있도록 한다.The semiconductor industry continues to improve the integration density of various integrated circuits by a continuous reduction of the minimum feature size, which means that more electronic components (e.g., transistors, diodes, resistors, capacitors, etc.) .
또한, 정적 램덤 액세스 메모리(SRAM) 셀이 집적 회로에서 일반적으로 사용된다. SRAM 셀은 재생의 필요 없이 데이터를 유지하는 유리한 특징을 갖는다. 집적 회로의 집적 밀도가 향상됨에 따라, SRAM 셀의 풋프린트(footprint)를 감소시키고, 결과적으로 SRAM 셀의 집적 밀도를 증가시키고자 하는(예를 들어, 단위 면적당 SRAM 셀의 수를 증가시키고자 하는) 요구가 증가하고 있다.In addition, static random access memory (SRAM) cells are commonly used in integrated circuits. An SRAM cell has an advantageous feature of retaining data without the need for regeneration. As the integration density of the integrated circuit is improved, it is desired to reduce the footprint of the SRAM cell and consequently to increase the integration density of the SRAM cell (for example, to increase the number of SRAM cells per unit area ) Demand is increasing.
본원에 제시된 여러 가지 실시형태들에 따르면, 반도체 디바이스는, 제1 수직 소스, 상기 제1 수직 소스 위의 제1 수직 채널, 상기 제1 수직 채널 위의 제1 수직 드레인, 및 상기 제1 수직 채널 주위의 제1 게이트 전극을 포함하는 제1 풀-다운 트랜지스터를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 수직 드레인 위의 제2 수직 드레인, 상기 제2 수직 드레인 위의 제2 수직 채널, 상기 제2 수직 채널 위의 제2 수직 소스, 및 상기 제2 수직 채널 주위의 제2 게이트 전극을 포함하는 제1 풀-업 트랜지스터가 포함된다. 반도체 디바이스는 또한, 상기 제1 게이트 전극과 상기 제2 게이트 전극을 결합하는 제1 비아와, 상기 제1 수직 드레인과 상기 제2 수직 드레인 사이에 제1 부분을 가지는 제1 도전성 트레이스를 포함한다. 반도체 디바이스는 제3 수직 소스, 상기 제3 수직 소스 위의 제3 수직 채널, 상기 제3 수직 채널 위의 제3 수직 드레인, 및 상기 제3 수직 채널 주위의 제3 게이트 전극을 포함하는 제1 패스-게이트(pass-gate) 트랜지스터로서, 상기 제1 도전성 트레이스는 상기 제3 수직 드레인 위에 제2 부분을 가지는 것인 상기 제1 패스-게이트 트랜지스터뿐만 아니라, 제4 수직 소스, 상기 제4 수직 소스 위의 제4 수직 채널, 상기 제4 수직 채널 위의 제4 수직 드레인, 및 상기 제4 수직 채널 주위의 제4 게이트 전극을 포함하는 제2 풀-다운 트랜지스터를 더 포함한다. 반도체 디바이스는, 상기 제4 수직 드레인 위의 제5 수직 드레인, 상기 제5 수직 드레인 위의 제5 수직 채널, 상기 제5 수직 채널 위의 제5 수직 소스, 및 상기 제5 수직 채널 주위의 제5 게이트 전극을 포함하는 제2 풀-업 트랜지스터로서, 상기 제5 게이트 전극은 상기 제1 도전성 트레이스의 제2 부분 위로 연장되는 말단(distal) 부분을 가지는 것인 상기 제2 풀-업 트랜지스터뿐만 아니라, 제4 게이트 전극과 제5 게이트 전극을 결합하는 제2 비아를 더 포함한다. 또한, 반도체 디바이스는, 상기 제4 수직 드레인과 상기 제5 수직 드레인 사이에 제1 부분을 가지는 제2 도전성 트레이스와, 제6 수직 소스, 상기 제6 수직 소스 위의 제6 수직 채널, 상기 제6 수직 채널 위의 제6 수직 드레인, 및 상기 제6 수직 채널 주위의 제6 게이트 전극을 포함하는 제2 패스-게이트 트랜지스터로서, 상기 제2 도전성 트레이스는, 상기 제6 수직 드레인 위에 제2 부분을 가지며, 상기 제2 게이트 전극은 상기 제2 도전성 트레이스의 상기 제2 부분 위로 연장되는 말단 부분을 가지는 것인 상기 제2 패스-게이트 트랜지스터를 포함한다. 반도체 디바이스는 또한, 상기 제2 게이트 전극의 상기 말단 부분과 상기 제2 도전성 트레이스의 상기 제2 부분을 결합하는 제3 비아와, 상기 제5 게이트 전극의 상기 말단 부분과 상기 제1 도전성 트레이스의 상기 제2 부분을 결합하는 제4 비아를 포함한다.According to various embodiments presented herein, a semiconductor device includes a first vertical source, a first vertical channel on the first vertical source, a first vertical drain on the first vertical channel, Down transistor including a first gate electrode around the first pull-down transistor. A second vertical drain on the first vertical drain, a second vertical channel on the second vertical drain, a second vertical source on the second vertical channel, and a second gate electrode on the second vertical channel, Up transistor including a first pull-up transistor. The semiconductor device further includes a first via coupling the first gate electrode and the second gate electrode and a first conductive trace having a first portion between the first vertical drain and the second vertical drain. The semiconductor device includes a first pass including a third vertical source, a third vertical channel on the third vertical source, a third vertical drain on the third vertical channel, and a third gate electrode around the third vertical channel, Gate transistor, said first conductive trace having a second portion above said third vertical drain, as well as a fourth vertical source, said fourth vertical source, Down transistor including a fourth vertical channel of the fourth vertical channel, a fourth vertical drain on the fourth vertical channel, and a fourth gate electrode around the fourth vertical channel. The semiconductor device includes a fifth vertical drain on the fourth vertical drain, a fifth vertical channel on the fifth vertical drain, a fifth vertical source on the fifth vertical channel, and a fifth vertical drain on the fifth vertical channel, Up transistor comprising a first gate electrode, a second pull-up transistor comprising a gate electrode, said fifth gate electrode having a distal portion extending over a second portion of said first conductive trace, And a second via coupling the fourth gate electrode and the fifth gate electrode. The semiconductor device further includes a second conductive trace having a first portion between the fourth vertical drain and the fifth vertical drain, a sixth vertical source, a sixth vertical channel on the sixth vertical source, A second pass-gate transistor comprising a sixth vertical drain on the vertical channel, and a sixth gate electrode around the sixth vertical channel, the second conductive trace having a second portion over the sixth vertical drain And the second gate electrode has a distal portion extending over the second portion of the second conductive trace. The semiconductor device also includes a third via for joining the distal portion of the second gate electrode to the second portion of the second conductive trace, and a second via for coupling the distal portion of the fifth gate electrode to the second portion of the first conductive trace. And a fourth vias coupling the second portion.
본원에 제시된 여러 가지 실시형태들에 따르면, 반도체 디바이스는, 상기 반도체 디바이스의 제1 활성 레벨에서의 제1 수직 풀-다운 트랜지스터로서, 상기 제1 수직 풀-다운 트랜지스터는 상기 제1 활성 레벨에서 측방향으로 연장되는 제1 게이트 전극을 포함하는 것인 상기 제1 수직 풀-다운 트랜지스터와, 상기 제1 수직 풀-다운 트랜지스터 위에 적층된 제1 수직 풀-업 트랜지스터로서, 상기 제1 수직 풀-업 트랜지스터는 상기 반도체 디바이스의 제2 활성 레벨에 있으며, 상기 제2 활성 레벨에서 측방향으로 연장되는 제2 게이트 전극을 가지는 것인 상기 제1 수직 풀-업 트랜지스터와, 상기 제1 활성 레벨에서의 상기 제1 게이트 전극과 상기 제2 활성 레벨에서의 상기 제2 활성 전극을 결합하는 제1 비아와, 상기 제1 수직 풀-다운 트랜지스터와 상기 제1 수직 풀-업 트랜지스터 사이에 배치되는 제1 도전성 트레이스로서, 상기 제1 도전성 트레이스는 상기 제1 수직 풀-다운 트랜지스터 및 상기 제1 수직 풀-업 트랜지스터의 드레인 영역들을 서로 결합하는 것인 상기 제1 도전성 트레이스와, 상기 반도체 디바이스의 상기 제1 활성 레벨에서의 제2 수직 풀-다운 트랜지스터로서, 상기 제2 수직 풀-다운 트랜지스터는 상기 제1 활성 레벨에서 측방향으로 연장되는 제3 게이트 전극을 포함하는 것인 상기 제2 수직 풀-다운 트랜지스터와, 상기 제2 수직 풀-다운 트랜지스터 위에 적층된 제2 수직 풀-업 트랜지스터로서, 상기 제2 수직 풀-업 트랜지스터는 상기 반도체 디바이스의 상기 제2 활성 레벨에 있으며, 상기 제2 활성 레벨에서 측방향으로 연장되는 제4 게이트 전극을 가지는 것인 상기 제2 수직 풀-업 트랜지스터와, 상기 제1 활성 레벨에서의 상기 제3 게이트 전극과 상기 제2 활성 레벨에서의 상기 제4 게이트 전극을 결합하는 제2 비아와, 상기 제2 수직 풀-다운 트랜지스터와 상기 제2 수직 풀-업 트랜지스터 사이에 배치된 제2 도전성 트레이스로서, 상기 제2 도전성 트레이스는, 상기 제2 수직 풀-다운 트랜지스터와 상기 제2 수직 풀-업 트랜지스터의 드레인 영역들을 서로 결합하는 것인 상기 제2 도전성 트레이스와, 상기 반도체 디바이스의 상기 제2 활성 레벨에서의 제1 수직 패스-게이트 트랜지스터로서, 상기 제1 도전성 트레이스의 일부는 상기 제1 수직 패스-게이트 트랜지스터의 드레인 영역 위로 연장되며, 상기 드레인 영역과 접촉하는 것인 상기 제1 수직 패스-게이트 트랜지스터와, 상기 반도체 디바이스의 상기 제1 활성 레벨에서의 제2 수직 패스-게이트 트랜지스터로서, 상기 제2 도전성 트레이스의 일부는 상기 수직 패스-게이트 트랜지스터의 드레인 영역 위로 연장되며, 상기 드레인 영역과 접촉하는 것인 상기 제2 수직 패스-게이트 트랜지스터와, 상기 제2 수직 패스-게이트 트랜지스터의 상기 드레인 영역과 접촉하는 상기 제2 도전성 트레이스의 일부와 상기 제2 수직 패스-게이트 트랜지스터 위로 연장되는 상기 제2 게이트 전극의 일부를 상호접속하는 제3 비아와, 상기 제1 수직 패스-게이트 트랜지스터의 상기 드레인 영역과 접촉하는 상기 제1 도전성 트레이스의 일부와 상기 제1 수직 패스-게이트 트랜지스터 위로 연장되는 제4 게이트 전극의 일부를 상호접속하는 제4 비아를 포함할 수 있다.According to various embodiments presented herein, a semiconductor device includes a first vertical pull-down transistor at a first active level of the semiconductor device, the first vertical pull- Down transistor and a first vertical pull-up transistor stacked on the first vertical pull-down transistor, wherein the first vertical pull-up transistor comprises a first vertical pull-down transistor, The transistor having a second gate electrode at a second active level of the semiconductor device and extending laterally at the second active level; and a second vertical pull-up transistor at the second active level, A first via coupled to the first gate electrode and the second active electrode at the second activation level, and a second via coupled to the first vertical pull- Up transistor, wherein the first conductive trace couples the drain regions of the first vertical pull-down transistor and the first vertical pull-up transistor to each other, the first conductive trace being disposed between the first conductive pull- And a second vertical pull-down transistor at the first active level of the semiconductor device, wherein the second vertical pull-down transistor includes a third gate electrode extending laterally at the first active level Down transistor and a second vertical pull-up transistor stacked on the second vertical pull-down transistor, the second vertical pull-up transistor being connected to the second active level of the semiconductor device The second vertical pull-up transistor having a fourth gate electrode extending laterally at the second activation level, A second via coupled to the third gate electrode at the first activation level and the fourth gate electrode at the second activation level, and a second via coupled between the second vertical pull-down transistor and the second vertical pull- Wherein the second conductive traces couple the drain regions of the second vertical pull-down transistor and the drain of the second vertical pull-up transistor to each other; and a second conductive trace disposed between the second conductive traces, A first vertical pass-gate transistor at the second active level of the semiconductor device, wherein a portion of the first conductive trace extends over a drain region of the first vertical pass-gate transistor, Gate transistor at the first active level of the semiconductor device; and a second vertical pass-gate transistor Gate, the portion of the second conductive trace extending over, and in contact with, the drain region of the vertical pass-gate transistor; and the second vertical pass-gate transistor, A third via interconnecting a portion of the second conductive trace in contact with the drain region of the first pass-gate transistor and a portion of the second gate electrode extending over the second vertical pass-gate transistor; And a fourth via interconnecting a portion of the first conductive trace in contact with the drain region of the first pass-gate transistor and a portion of a fourth gate electrode extending over the first vertical pass-gate transistor.
본원에 제시된 여러 가지 실시형태들에 따르면, 반도체 제조 방법은, 제1 유전체 층에 의해 둘러싸인 제1 소스 영역, 상기 제1 소스 영역 위의 제1 채널 영역, 상기 제1 채널 영역 위에 있고 제2 유전체 층에 의해 둘러싸인 제1 드레인, 및 상기 제1 채널 영역 주위의 제1 게이트 전극 층을 포함하는 제1 수직 트랜지스터를 형성하는 단계로서, 상기 제1 게이트 전극 층은 상기 제1 유전체 층과 상기 제2 유전체 층 사이에 배치되는 것인 상기 제1 수직 트랜지스터를 형성하는 단계와, 상기 제1 유전체 층에 의해 둘러싸인 제2 소스 영역, 상기 제2 소스 영역 위의 제2 채널 영역, 상기 제2 채널 영역 위에 있고 상기 제2 유전체 층에 의해 둘러싸인 제2 드레인 영역, 및 상기 제2 채널 영역 주위의 제2 게이트 전극 층을 구비하는 제2 수직 트랜지스터를 형성하는 단계로서, 상기 제2 게이트 전극 층은 상기 제1 게이트 전극 층과는 상이하며 상기 제1 유전체 층과 상기 제2 유전체 층 사이에 배치되는 것인 상기 제2 수직 트랜지스터를 형성하는 단계와, 상기 제1 수직 트랜지스터 위에 제3 수직 트랜지스터를 형성하는 단계와, 상기 제2 수직 트랜지스터 위에 비아를 형성하는 단계로서, 상기 비아의 일부는 제4 수직 트랜지스터의 게이트 전극에 의해 둘러싸이는 것인 상기 비아를 형성하는 단계를 포함한다.According to various embodiments presented herein, a semiconductor fabrication method includes forming a first semiconductor region surrounded by a first dielectric layer, a first channel region over the first source region, a second channel region over the first channel region, Forming a first vertical transistor comprising a first drain region surrounded by a first gate electrode layer and a first gate electrode layer around the first channel region, Forming a second channel region over the first source region, a second channel region over the first source region, and a second channel region over the second source region, Forming a second vertical transistor having a second drain region surrounded by the second dielectric layer and a second gate electrode layer around the second channel region, Wherein the second gate electrode layer is different from the first gate electrode layer and is disposed between the first dielectric layer and the second dielectric layer; Forming a third vertical transistor over the transistor; and forming a via over the second vertical transistor, wherein a portion of the via is surrounded by a gate electrode of a fourth vertical transistor .
본 개시물의 양태는 첨부의 도면을 참조하여 읽을 때 이하의 상세한 설명으로부터 가장 잘 이해된다. 산업에서의 표준 실행에 따라, 다양한 특징부가 스케일대로 도시되어 있지 않음을 유의하라. 실제로, 다양한 특징부의 치수는 논의의 명확화를 위해 임의로 증가되거나 감소될 수 있다.
도 1은 일 실시형태에 따른 정적 랜덤 액세스 메모리(SRAM)의 회로도를 도시한다.
도 2는 일 실시형태에 따른 SRAM의 3차원(3D) 레이아웃을 도시한다.
도 3 및 도 4는 일 실시형태에 따른 도 2에 도시된 SRAM의 오버레이된 탑-다운 도면(overlaid top-down view)을 도시한다.
도 5는 일 실시형태에 따른 수직 트랜지스터의 다양한 형상을 도시한다.
도 6 및 도 7은 일 실시형태에 따른 바로서 형성된 수직 트랜지스터를 갖는 SRAM의 오버레이된 탑-다운 도면을 도시한다.
도 8 내지 도 18은 일 실시형태에 따른 SRAM의 제조 방법의 단계의 일부를 도시하는 프로세스 흐름을 도시한다.
도 19 내지 도 30은 일 실시형태에 따른 수직 트랜지스터가 자가-정렬되는 SRAM 셀의 제조 방법의 단계의 일부를 도시하는 프로세스 흐름을 도시한다.
도 31은 일 실시형태에 따른 SRAM 셀의 2×2 어레이의 오버레이된 탑-다운 도면을 도시한다.
도 32 내지 도 35는 일 실시형태에 따른 도 31에 도시된 SRAM의 2×2 어레이의 제1 활성 레벨의 소스-레벨의 오버레이된 탑-다운 도면을 도시한다.
도 36은 일 실시형태에 따른 도 31에 도시된 SRAM 셀의 2×2 어레이의 제1 활성 레벨의 채널-레벨 및 드레인 레벨의 오버레이된 탑-다운 도면을 도시한다.
도 37은 일 실시형태에 따른 도 31에 도시된 SRAM 셀의 2×2 어레이의 트레이스(trace) 레벨의 오버레이된 탑-다운 도면을 도시한다.
도 38은 일 실시형태에 따른 도 31에 도시된 SRAM 셀의 2×2 어레이의 제2 활성 레벨의 채널-레벨 및 드레인 레벨의 오버레이된 탑-다운 도면을 도시한다.
도 39 및 도 40은 일 실시형태에 따른 도 31에 도시된 SRAM의 2×2 어레이의 제2 활성 레벨의 소스-레벨의 오버레이된 탑-다운 도면을 도시한다.Embodiments of the disclosure are best understood from the following detailed description when read with reference to the accompanying drawings. Note that, according to standard practice in the industry, the various features are not shown in scale. In practice, the dimensions of the various features may be arbitrarily increased or decreased for clarity of discussion.
1 shows a circuit diagram of a static random access memory (SRAM) according to an embodiment.
FIG. 2 illustrates a three-dimensional (3D) layout of an SRAM according to one embodiment.
Figures 3 and 4 illustrate an overlaid top-down view of the SRAM shown in Figure 2 in accordance with one embodiment.
Figure 5 illustrates various shapes of vertical transistors according to an embodiment.
Figures 6 and 7 illustrate an overlaid top-down view of an SRAM having a bar-shaped vertical transistor according to one embodiment.
8-18 illustrate a process flow illustrating a portion of the steps of a method of manufacturing an SRAM according to one embodiment.
19 to 30 illustrate a process flow illustrating a portion of the steps of a method of manufacturing an SRAM cell in which a vertical transistor according to an embodiment is self-aligned.
31 illustrates an overlaid top-down view of a 2x2 array of SRAM cells according to one embodiment.
32-35 illustrate an overlaid top-down view of the source-level of the first active level of the 2x2 array of SRAM shown in Fig. 31 according to an embodiment.
Figure 36 illustrates an overlaid top-down view of the channel-level and drain levels of the first active level of the 2x2 array of SRAM cells shown in Figure 31 in accordance with one embodiment.
37 shows an overlaid top-down view of a trace level of a 2x2 array of SRAM cells shown in Fig. 31 according to one embodiment.
Figure 38 shows an overlaid top-down view of the channel-level and drain levels of the second active level of the 2x2 array of SRAM cells shown in Figure 31 in accordance with one embodiment.
Figures 39 and 40 illustrate an overlaid top-down view of the source-level of the second active level of the 2x2 array of SRAM shown in Figure 31 in accordance with one embodiment.
이하의 개시내용은 본 발명의 상이한 특징을 실행하기 위한 많은 상이한 실시형태 또는 예를 제공한다. 구성요소 및 배치의 특정 예가 본 개시내용을 간략화하기 위해 이하에서 설명된다. 물론, 이들은 단지 예일 뿐이며 제한하고자 하는 것이 아니다. 예를 들어, 이하의 설명에서 제2 특징부에 걸친 또는 제2 특징부 위에의 제1 특징부의 형성은, 제1 및 제2 특징부가 직접 접촉하여 형성되는 실시형태를 포함할 수 있으며, 또한 제1 및 제2 특징부가 간접적으로 접촉될 수 있도록 추가적인 특징부가 제1 및 제2 특징부 사이에 형성될 수 있는 실시형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 개시내용은 다양한 예에서 참조 번호 및/또는 문자를 반복할 수 있다. 이러한 반복은 단순화 및 명확화를 위한 것이며 논의되는 다양한 실시형태 및/또는 구성 사이의 관계를 그 자체로 좌우하지 않는다.The following disclosure provides many different embodiments or examples for carrying out the different features of the present invention. Specific examples of components and arrangements are described below to simplify the present disclosure. Of course, these are just examples and not limitations. For example, in the following description, the formation of the first feature over the second feature or over the second feature may include embodiments in which the first and second features are formed in direct contact, 1 and the second feature may be indirectly contacted with the first feature. In addition, the present disclosure may repeat the reference numerals and / or characters in various examples. Such repetition is for simplicity and clarity and does not itself determine the relationship between the various embodiments and / or configurations discussed.
또한, "밑에", "아래", "하측", "위에", 상측" 등과 같은 공간적으로 상대적인 용어는 본원에서 도면에 도시된 바와 같은 다른 요소(들) 또는 특징부(들)에 대한 하나의 요소 또는 특징부들의 관계를 설명하기 위한 설명의 용이성을 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 표시된 배향 이외에 사용 또는 동작 중의 장치의 상이한 배향을 포함하기 위한 것이다. 장치는 달리 배향될 수 있으며(90도 회전 또는 다른 배향), 본원에서 사용되는 공간적으로 상대적인 기술어는 그에 따라 마찬가지로 해석될 수 있다.It will also be appreciated that spatially relative terms such as "under", "under", "under", "above", "above", etc. are used herein to refer to one element (s) The terms spatially relative are intended to encompass different orientations of the device during use or operation in addition to the orientation shown in the figures. The device may be oriented differently (90 degree rotation or other orientation), the spatially relative descriptors used herein can be similarly interpreted accordingly.
수직 트랜지스터를 포함하는 SRAM 셀과 같은 정적 랜덤 액세스 메모리(SRAM) 셀은 다양한 예시적인 실시형태에 따라 제공된다. 실시형태의 일부 변형이 논의된다. 다양한 도면 및 예시적인 실시형태 전체에서, 동일한 참조 번호는 동일한 요소를 지칭하기 위해 사용된다. 또한, 본원에서 논의되는 방법 실시형태는 특정 순서로 실행되는 것으로 논의될 수 있지만, 다른 방법 실시형태는 임의의 논리적인 순서로 실행될 수 있다.Static random access memory (SRAM) cells, such as SRAM cells, including vertical transistors, are provided in accordance with various exemplary embodiments. Some variations of the embodiments are discussed. Throughout the various drawings and the exemplary embodiments, the same reference numerals are used to refer to the same elements. Also, while the method embodiments discussed herein may be discussed as being performed in a particular order, other method embodiments may be practiced in any logical order.
도 1은 하나 이상의 실시형태에 따른 SRAM 셀(100)의 회로도를 나타낸다. SRAM 셀(100)은 풀-업(pull-up) 트랜지스터(PU1 및 PU2), 풀-다운(pull-down) 트랜지스터(PD1 및 PD2), 및 패스-게이트(pass-gate) 트랜지스터(PG1 및 PG2)를 포함하며, 이들은 SRAM 셀(100)의 기입부에 포함될 수 있다. 일부 실시형태에서, SRAM 셀(100)은 또한 풀-업 트랜지스터(PU1 및 PU2), 풀-다운 트랜지스터(PD1 및 PD2), 및 패스-게이트 트랜지스터(PG1 및 PG2)에 전기적으로 연결될 수 있는 판독부(도 1에 도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 회로도에 도시된 바와 같이, 풀-업 트랜지스터(PU1 및 PU2)는 p 형 트랜지스터인 한편, 풀-다운 트랜지스터(PD1, PD2) 및 패스-게이트 트랜지스터는 n 형 트랜지스터이다.1 shows a circuit diagram of an
도시된 바와 같이, 트랜지스터(PU1 및 PD1)는 제1 전력 전압(Vdd)과 제2 전력 전압(Vss)(예를 들어, 접지)과의 사이의 제1 인버터(INV1)를 형성한다. 풀-업 트랜지스터(PU1) 및 풀-다운 트랜지스터(PD1)의 드레인이 함께 연결되며, 풀-업 트랜지스터(PU1) 및 풀-다운 트랜지스터(PD1)의 게이트가 함께 연결된다. 트랜지스터(PU2 및 PD2)는 제1 전력 전압(Vdd)와 제2 전력 전압(Vss)과의 사이에 제2 인버터(INV2)를 형성한다. 풀-업 트랜지스터(PU2) 및 풀-다운 트랜지스터(PD2)의 드레인이 함께 연결되며, 풀-업 트랜지스터(PU2) 및 풀-다운 트랜지스터(PD2)의 게이트가 함께 연결된다. 풀-업 트랜지스터(PU1 및 PU2)의 소스는 제1 전력 전압(Vdd)에 연결되는 한편, 풀-다운 트랜지스터(PD1 및 PD2)의 소스는 제2 전력 전압(Vss)에 연결된다.As shown, transistors PU1 and PD1 form a first inverter INV1 between a first power voltage Vdd and a second power voltage Vss (e.g., ground). The drains of the pull-up transistor PU1 and the pull-down transistor PD1 are connected together and the gates of the pull-up transistor PU1 and the pull-down transistor PD1 are connected together. Transistors PU2 and PD2 form a second inverter INV2 between the first power voltage Vdd and the second power voltage Vss. The drains of the pull-up transistor PU2 and the pull-down transistor PD2 are connected together and the gates of the pull-up transistor PU2 and the pull-down transistor PD2 are connected together. The sources of the pull-up transistors PU1 and PU2 are connected to the first power voltage Vdd while the sources of the pull-down transistors PD1 and PD2 are connected to the second power voltage Vss.
도 1에 도시된 바와 같이, 인버터(INV1 및 INV2)는 데이터 래치를 형성하도록 교차-연결된다. 예를 들어, 트랜지스터(PU1 및 PD1)의 게이트(함께 연결됨)는 추가로 트랜지스터(PU2 및 PD2)의 드레인에 연결된다. 마찬가지로, 트랜지스터(PU2 및 PD2)의 게이트(함께 연결됨)는 추가로 트랜지스터(PU1 및 PD1)의 드레인에 연결된다. 데이터 래치의 스토리지 노드(storage node)(N1)가 제1 패스-게이트 트랜지스터(PG1)를 통해 비트 라인(BL)에 연결되고, 스토리지 노드(N2)가 제2 패스-게이트 트랜지스터(PG2)를 통해 보충 비트 라인(BLB)에 연결된다. 스토리지 노드(N1 및 N2)는 반대 논리 레벨(고 논리 또는 저 논리)에서 개방되는 보충 노드이다. 제1 패스-게이트 트랜지스터(PG1) 및 제2 패스-게이트 트랜지스터(PG2)의 게이트는 기입 라인(WL)에 연결된다.As shown in Fig. 1, inverters INV1 and INV2 are cross-connected to form a data latch. For example, the gates (connected together) of the transistors PU1 and PD1 are further connected to the drains of the transistors PU2 and PD2. Similarly, the gates (connected together) of the transistors PU2 and PD2 are further connected to the drains of the transistors PU1 and PD1. The storage node N1 of the data latch is connected to the bit line BL through the first pass-gate transistor PG1 and the storage node N2 is connected to the bit line BL through the second pass- And is connected to the supplemental bit line BLB. Storage nodes N1 and N2 are complementary nodes that are open at the opposite logic level (high logic or low logic). The gates of the first pass-gate transistor PG1 and the second pass-gate transistor PG2 are connected to the write-in line WL.
SRAM 셀(100)은 단일 SRAM 셀일 수 있다. SRAM 셀(100)에 포함되는 풀-업 트랜지스터(PU1 및 PU2), 풀-다운 트랜지스터(PD1 및 PD2), 및 패스-게이트 트랜지스터(PG1 및 PG2)는 SRAM 셀(100)의 풋프린트를 감소시키고, 결과적으로 복수의 이러한 SRAM 셀(100)의 집적 밀도를 증가시키기 위한 노력으로 수직 트랜지스터로서 형성될 수 있다. 수직 트랜지스터로서 형성된 트랜지스터(PU1, PU2, PD1, PD2, PG1, 및 PG2)를 갖는 SRAM 셀(100)의 예가 도2에 도시되어 있다.The
도 2는 하나 이상의 실시형태에 따른 SRAM 셀(100)의 3차원(3D) 레이아웃을 도시한다. SRAM 셀(100)은, 소스 영역(102), 드레인 영역(106), 및 소스 영역(102)과 드레인 영역(106)과의 사이에 배치되는 채널 영역(도 2에 표시되지 않음; 도 9의 특징부(806b) 참조)을 포함하는 풀-다운 트랜지스터(PD1)(제1 풀-다운 트랜지스터(PD1)라 칭함)를 포함한다. 요소(102 및 106)는 각각 소스 영역 및 드레인 영역이라 칭하지만, 요소(102 및 106)의 각각은 소스/드레인 영역이라 칭할 수도 있다는 것을 유의하라. 제1 풀-다운 트랜지스터(PD1)는 제1 활성 레벨(L1)에 형성될 수 있다. 제1 풀-다운 트랜지스터(PD1)는 수직 트랜지스터일 수 있고, 따라서 제1 풀-다운 트랜지스터(PD1)의 소스 영역(102), 드레인 영역(106), 및 채널 영역은 각각 수직 소스, 수직 드레인, 및 수직 채널일 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 풀-다운 트랜지스터(PD1)의 채널 영역은 소스 영역(102) 위에 형성될 수 있는 한편, 드레인 영역(106)은 채널 영역 위에 형성될 수 있다.FIG. 2 illustrates a three-dimensional (3D) layout of
제1 풀-다운 트랜지스터(PD1)는 또한 제1 풀-다운 트랜지스터(PD1)의 채널 영역 주위에(예를 들어, 주위에 감싸진) 게이트 전극(104)(이하, 간결성을 위해 "게이트(104)"라 칭함)을 포함한다. 일례로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 풀-다운 트랜지스터(PD1)의 게이트(104)는 제1 풀-다운 트랜지스터(PD1)의 채널 영역 주위에 감싸이는 제1 부분을 갖는 도전성 특징부로서 형성될 수 있는 한편, 게이트(104)의 제2 부분은 제1 풀-다운 트랜지스터(PD1)의 채널 영역으로부터 멀어지게 연장된다. 제1 풀-다운 트랜지스터(PD1)의 게이트(104)는 TiN, TaN, TiAl, TaAl과 같은 금속-함유 재료, Ti-함유 재료, Ta-함유 재료, Al-함유 재료, W-함유 재료, TiSi, NiSi, PtSi, 규화물을 갖는 폴리실리콘, Cu-함유 재료, 내화 재료 등, 이들의 조합물, 또는 이들의 다층을 포함할 수 있다. 제1 풀-다운 트랜지스터(PD1)는 제1 풀-다운 트랜지스터(PD1)의 채널 영역과 게이트(104)와의 사이에 배치되는 유전체 재료(도 11과 관련한 아래의 설명 참조)를 포함할 수 있다.The first pull-down transistor PD1 also includes a gate electrode 104 (hereinafter referred to as gate 104) for the sake of brevity (for example, around the gate electrode 104) around the channel region of the first pull- ) "). As an example, as shown in FIG. 2, the
일 실시형태에서, 제1 풀-다운 트랜지스터(PD1)는 접합형 트랜지스터일 수 있다. 예를 들어, 소스 영역(102) 및 드레인 영역(106)은 소스 영역(102) 및 드레인 영역(106)이 제1 도전성(예를 들어, n 형)을 가지게 하는 도펀트를 또한 포함하는 반도체 재료를 포함할 수 있다. 한편, 소스 영역(102)과 드레인 영역(106)과의 사이에 배치되는 채널은, 채널 영역이 제1 도전성과 상이한 제2 도전성(예를 들어, p 형)을 가지게 하는 도펀트를 포함하는 반도체 재료를 포함할 수 있다.In one embodiment, the first pull-down transistor PD1 may be a junction transistor. For example, the
소스 영역(102), 채널 영역, 및 드레인 영역(106)은 실리콘, 게르마늄, 실리콘 게르마늄, 이들의 조합물 등과 같은 임의의 적적한 반도체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 일 실시형태에서, 소스 영역(102) 및 드레인 영역(106)의 각각은 도핑된 실리콘을 포함하는 한편, 채널 영역은 도핑되지 않은(또는 약하게 도핑된) 실리콘을 포함한다. 그러나, 다른 실시형태에서, 채널 영역은 도핑된 실리콘을 포함할 수 있는 한편, 소스 영역(102) 및 드레인 영역(106)은 도핑된 실리콘 게르마늄을 포함한다. 제1 풀-다운 트랜지스터(PD1)가 n 형 트랜지스터인 일 실시형태에서, 소스 영역(102) 및 드레인 영역(106)은 인 또는 비소와 같은 N 형 도펀트로 도핑될 수 있는 한편, 채널 영역은 붕소 또는 갈륨과 같은 P-타입 도펀트로 도핑될 수 있다.The
일 실시형태에서, 소스 영역(102) 및 드레인 영역(106)의 도펀트 농도는 채널 영역의 도펀트 농도보다 더 클 수 있다. 예를 들어, 소스 영역(102) 및 드레인 영역(106)의 도펀트 농도는 약 1×1020 cm-3 내지 약 2×1021 cm- 3또는 그 이상의 범위일 수 있는 한편, 소스 영역(102)과 드레인 영역(106)과의 사이에 배치되는 채널 영역의 도펀트 농도는 약 1×1018 cm-3 미만일 수 있다.In one embodiment, the dopant concentration of the
다른 실시형태에서, 제1 풀-다운 트랜지스터(PD1)는 무접합형 트랜지스터일 수 있다. 이러한 예에서, 제1 풀-다운 트랜지스터(PD1)의 드레인 영역(106), 소스 영역(102), 및 채널 영역은 실리콘, 게르마늄, 실리콘 게르마늄, 이들의 조합물 등과 같은 다결정질 반도체 재료를 포함할 수 있다. 제1 풀-다운 트랜지스터(PD1)의 드레인 영역(106), 소스 영역(102), 및 채널 영역의 다결정질 반도체 재료는 동일한 도전성(예를 들어, n 형)을 가질 수 있다.In another embodiment, the first pull-down transistor PD1 may be a non-junction type transistor. In this example, the
SRAM 셀(100)은 소스 영역(108), 드레인 영역(112), 및 소스 영역(108)과 드레인 영역(112)과의 사이에 배치되는 채널 영역(도 2에 표시되어 있지 않음; 도 16과 관련하여 아래의 설명 참조)을 포함하는 풀-다운 트랜지스터(PU1)(제1 풀-업 트랜지스터(PU1)라 칭함)를 포함한다. 요소(108 및 112)는 각각 소스 영역 및 드레인 영역이라 칭하지만, 요소(108 및 112)의 각각은 또한 소스/드레인 영역이라 칭할 수 있다는 것을 유의하라. 제1 풀-업 트랜지스터(PU1)는 제1 활성 레벨(L1)과 상이한 제2 활성 레벨(L2)에 형성될 수 있다. 일례로서, 제2 활성 레벨(L2)은 제1 활성 레벨(L1) 위에 있을 수 있다. 결과적으로, 제1 풀-업 트랜지스터(PU1)는 제1 풀-다운 트랜지스터(PD1) 위에 형성될 수 있다. 일례로서, 제1 풀-업 트랜지스터(PU1)는 제1 풀-다운 트랜지스터(PD1)에 걸쳐 적층될 수 있다.The
일부 실시형태에서, 제1 풀-업 트랜지스터(PU1)는 제1 풀-다운 트랜지스터(PD1)와 자가-정렬될 수 있다(예를 들어, 도 19 내지 도 30과 관련한 이하의 설명 참조). 그러나, 다른 실시형태에서, 제1 풀-업 트랜지스터(PU1)는 제1 풀-다운 트랜지스터(PD1)와 자가-정렬될 수 있다(예를 들어, 도 8 내지 도 18과 관련한 이하의 설명 참조). 제1 풀-업 트랜지스터(PU1)는 수직 트랜지스터일 수 있으며, 따라서 제1 풀-업 트랜지스터(PU1)의 소스 영역(108), 드레인 영역(112), 및 채널 영역은 각각 수직 소스, 수직 드레인, 및 수직 채널일 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 풀-업 트랜지스터(PU1)의 채널 영역은 드레인 영역(112) 위에 형성될 수 있는 한편, 소스 영역(108)은 제1 풀-업 트랜지스터(PU1)의 채널 영역 위에 형성될 수 있다. 또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 풀-업 트랜지스터(PU1)의 드레인 영역(112)은 제1 풀-다운 트랜지스터(PD1)의 드레인 영역(106) 위에 형성될 수 있다.In some embodiments, the first pull-up transistor PU1 may be self-aligned with the first pull-down transistor PD1 (see, for example, the following discussion with respect to Figures 19-30). However, in other embodiments, the first pull-up transistor PU1 may be self-aligned with the first pull-down transistor PD1 (see, for example, the following description with respect to Figures 8-18) . The first pull-up transistor PU1 may be a vertical transistor so that the
제1 풀-업 트랜지스터(PU1)는 또한 제1 풀-업 트랜지스터(PU1)의 채널 영역 주위에(예를 들어, 주위에 감싸이는) 게이트 전극(110)(이하, 간결성을 위해 "게이트(110)"라 칭함)을 포함한다. 일례로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 풀-업 트랜지스터(PU1)의 게이트(110)는, 제1 풀-업 트랜지스터(PU1)의 채널 영역 주위에 감싸이는 제1 부분을 갖는 도전성 특징부로서 형성될 수 있는 한편, 게이트(110)의 제2 부분은 제1 풀-업 트랜지스터(PU1)의 채널 영역으로부터 멀어지게 연장될 수 있다. 제1 풀-업 트랜지스터(PU1)의 게이트(110)는 제1 풀-다운 트랜지스터(PD1)의 게이트(104)와 유사한 재료를 포함할 수 있다. 제1 풀-업 트랜지스터(PU1)는 제1 풀-업 트랜지스터(PU1)의 게이트(110)와 채널 영역과의 사이에 배치되는 유전체 재료(도 16과 관련한 아래의 설명 참조)를 포함할 수 있다.The first pull-up transistor PU1 is also connected to a gate electrode 110 (hereinafter simply referred to as "
일부 실시형태에서, 제1 풀-업 트랜지스터(PU1)는 무접합형 트랜지스터일 수 있다. 이러한 예에서, 제1 풀-업 트랜지스터(PU1)의 드레인 영역(112), 소스 영역(108), 및 채널 영역은 실리콘, 게르마늄, 실리콘 게르마늄, 이들의 조합물 등과 같은 다결정질 반도체 재료를 포함할 수 있다. 제1 풀-업 트랜지스터(PU1)의 드레인 영역(112), 소스 영역(108), 및 채널 영역의 다결정질 반도체 재료는 동일한 도전성(예를 들어, p 형)을 가질 수 있다.In some embodiments, the first pull-up transistor PU1 may be a non-junction transistor. In this example, the
도 1에 도시된 바와 같이, 제1 풀-업 트랜지스터(PU1) 및 제1 풀-다운 트랜지스터(PD1)의 드레인은 함께 연결된다. 이는 도 2 에 도시된 바와 같이 제1 풀-업 트랜지스터(PU1)의 드레인 영역(112)과 제1 풀-다운 트랜지스터(PD1)의 드레인 영역(106)과의 사이에 배치되는 제1 도전성 트레이스(114)에 의해 달성될 수 있다. 제1 도전성 트레이스(114)는 제1 활성 레벨(L1)과 제2 활성 레벨(L2)과의 사이에 배치될수 있다. 제1 도전성 트레이스(114)는 드레인 영역(106 및 112)의 각각과 접촉(예를 들어, 물리적으로 및/또는 전기적으로 접촉)할 수 있어, 제1 풀-업 트랜지스터(PU1) 및 제1 풀-다운 트랜지스터(PD1)의 드레인을 함께 전기적으로 연결시킨다. 제1 도전성 트레이스(114)는 구리, 텅스텐, 이들의 조합물 등과 같은 적절한 도전성 재료를 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 제1 도전성 트레이스(114)는 코발트, 티타늄, 니켈, 팔라듐, 백금, 에르븀, 이들의 조합물 등의 규화물과 같은 규화물을 포함할 수 있다.As shown in Fig. 1, the drains of the first pull-up transistor PU1 and the first pull-down transistor PD1 are connected together. This results in a first conductive trace (not shown) disposed between the
도 1에 도시된 바와 같이, 제1 풀-업 트랜지스터(PU1) 및 제1 풀-다운 트랜지스터(PD1)의 게이트는 함께 연결된다. 이는, 제1 풀-업 트랜지스터(PU1)의 게이트(110)(예를 들어, 게이트(110)의 제2 부분) 및 제1 풀-다운 트랜지스터(PD1)의 게이트(104)(예를 들어, 게이트(104)의 제2 부분)와 접촉(예를 들어, 물리적으로 및/또는 전기적으로 접촉)하여, 제1 풀-업 트랜지스터(PU1) 및 제1 풀-다운 트랜지스터(PD1)의 게이트를 함께 전기적으로 연결시킬 수 있는 제1 비아(202)(도 2에서 점선(202)으로 도시됨)에 의해 달성될 수 있다. 일부 실시형태에서, 제1 비아(202)는 규화물을 포함할 수 있다(예를 들어, 제1 도전성 트레이스(114)와 유사한 재료를 포함). 다른 실시형태에서, 제1 비아(202)는 금속-함유 재료를 포함할 수 있다(예를 들어, 제1 풀-다운 트랜지스터(PD1)의 게이트(104)와 유사한 재료를 포함).As shown in Fig. 1, the gates of the first pull-up transistor PU1 and the first pull-down transistor PD1 are connected together. This results in the
도 1에 도시된 바와 같이, 제1 풀-업 트랜지스터(PU1) 및 제1 풀-다운 트랜지스터(PD1)의 소스는 각각 제1 전력 전압(Vdd) 및 제2 전력 전압(Vss)에 연결될 수 있다. 결과적으로, 도 2에 도시된 제1 풀-업 트랜지스터(PU1) 및 제1 풀-다운 트랜지스터(PD1)의 소스 영역(108 및 102)은 각각 제1 전력 전압(Vdd) 및 제2 전력 전압(Vss)에 전기적으로 연결될 수 있다. 이는 금속 라인 및/또는 비아(도 2에 도시되어 있지 않음; 도 33, 도 39, 및 도 40과 관련하여 아래 설명 참조)의 사용에 의해 달성될 수 있다.As shown in Fig. 1, the sources of the first pull-up transistor PU1 and the first pull-down transistor PD1 may be connected to a first power voltage Vdd and a second power voltage Vss, respectively . As a result, the
SRAM 셀(100)은, 소스 영역(116), 드레인 영역(120), 및 소스 영역(116)과 드레인 영역(120)과의 사이에 배치되는 채널 영역(도 2에 표시되지 않음; 도 9의 특징부(806b) 참조)을 포함하는 풀-다운 트랜지스터(PD2)(제2 풀-다운 트랜지스터(PD2) 참조)를 포함한다. 요소(116 및 120)는 각각 소스 영역 및 드레인 영역을 칭하지만, 요소(116 및 120)의 각각은 소스/드레인 영역을 칭할 수도 있다는 것을 유의하라. 제2 풀-다운 트랜지스터(PD2)는 제1 활성 레벨(L1)에 형성될 수 있다. 제2 풀-다운 트랜지스터(PD2)는 수직 트랜지스터일 수 있고, 따라서 제2 풀-다운 트랜지스터(PD2)의 소스 영역(116), 드레인 영역(120), 및 채널 영역은 각각 수직 소스, 수직 드레인, 및 수직 채널일 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제2 풀-다운 트랜지스터(PD2)의 채널 영역은 소스 영역(116) 위에 형성될 수 있는 한편, 드레인 영역(120)은 제2 풀-다운 트랜지스터(PD2)의 채널 영역 위에 형성될 수 있다.The
제2 풀-다운 트랜지스터(PD2)는 또한 제2 풀-다운 트랜지스터(PD2)의 채널 영역 주위에(예를 들어, 주위에 감싸이는) 게이트 전극(118)(이하, 간결성을 위해 "게이트(118)"라 칭함)을 포함할 수 있다. 일례로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 제2 풀-다운 트랜지스터(PD2)의 게이트(118)는 제2 풀-다운 트랜지스터(PD2)의 채널 영역 주위에 감싸이는 제1 부분을 갖는 도전성 특징부로서 형성될 수 있는 한편, 게이트(118)의 제2 부분은 제2 풀-다운 트랜지스터(PD2)의 채널 영역으로부터 멀어지게 연장된다. 제2 풀-다운 트랜지스터(PD2)의 게이트(118)는 제1 풀-다운 트랜지스터(PD1)의 게이트(104)와 유사한 재료를 포함할 수 있다. 제2 풀-다운 트랜지스터(PD2)는 제2 풀-다운 트랜지스터(PD2)의 게이트(118)와 채널 영역과의 사이에 배치되는 유전체 재료(도 11과 관련하여 아래 설명 참조)를 포함할 수 있다.The second pull-down transistor PD2 also includes a gate electrode 118 (hereinafter simply referred to as "
일 실시형태에서, 제2 풀-다운 트랜지스터(PD2)는 (예를 들어, 제1 풀-다운 트랜지스터(PD1)와 관련하여 위에서 설명된 바와 같은 접합형 트랜지스터와 유사한) 접합형 트랜지스터일 수 있다. 다른 실시형태에서, 제2 풀-다운 트랜지스터(PD2)는 (예를 들어, 제1 풀-다운 트랜지스터(PD1)와 관련하여 위에서 설명한 무접합형 트랜지스터와 유사한) 무접합형 트랜지스터일 수 있다. 제2 풀-다운 트랜지스터(PD2)는 제1 풀-다운 트랜지스터(PD1)와 동일한 도전성(예를 들어, n 형)을 가질 수 있다. 제2 풀-다운 트랜지스터(PD2)의 소스 영역(116), 드레인 영역(120), 및 채널 영역은 각각 제1 풀-다운 트랜지스터(PD1)의 소스 영역(102), 드레인 영역(106), 및 채널 영역과 유사한 재료, 도펀트, 및/또는 도펀트 농도를 포함할 수 있다.In one embodiment, the second pull-down transistor PD2 may be a junction transistor (e.g., similar to a junction transistor as described above in connection with the first pull-down transistor PD1). In another embodiment, the second pull-down transistor PD2 may be a non-junction transistor (similar to the non-junction transistor described above with respect to the first pull-down transistor PD1, for example). The second pull-down transistor PD2 may have the same conductivity (e.g., n-type) as the first pull-down transistor PD1. The
SRAM 셀(100)은 풀-업 트랜지스터(PU2)(제2 풀-업 트랜지스터(PU2)라 칭함)를 포함할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제2 풀-업 트랜지스터(PU2)는 제2 활성 레벨(L2)에 형성된다. 결과적으로, 제2 풀-업 트랜지스터(PU2)는 제2 풀-다운 트랜지스터(PD2) 위에 형성될 수 있다. 일례로서, 제2 풀-업 트랜지스터(PU2)는 제2 풀-다운 트랜지스터(PD2)에 걸쳐 적층될 수 있다. 일부 실시형태에서, 제2 풀-업 트랜지스터(PU2)는 제2 풀-다운 트랜지스터(PD2)와 자가-정렬될 수 있다(예를 들어, 도 19 내지 도 30과 관련하여 아래 설명 참조). 그러나, 다른 실시형태에서, 제2 풀-업 트랜지스터(PU2)는 제2 풀-다운 트랜지스터(PD2)와 자가-정렬되지 않을 수 있다(예를 들어, 도 8 내지 도 18과 관련한 아래 설명 참조).The
제2 풀-업 트랜지스터(PU2)는 소스 영역(122), 드레인 영역(126), 및 소스 영역(122)과 드레인 영역(126)과의 사이에 배치되는 채널 영역(도 2에 표시되어 있지 않음; 도 16과 관련한 이하의 설명 참조)을 포함한다. 요소(122 및 126)는 각각 소스 영역 및 드레인 영역을 지칭하지만, 요소(122 및 126)의 각각은 소스/드레인 영역을 지칭할 수도 있다는 것에 유의한다. 제2 풀-업 트랜지스터(PU2)는 수직 트랜지스터일 수 있고, 따라서 제2 풀-업 트랜지스터(PU2)의 소스 영역(122), 드레인 영역(126), 및 채널 영역은 각각 수직 소스, 수직 드레인, 및 수직 채널일 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제2 풀-업 트랜지스터(PU2)의 채널 영역은 드레인 영역(126) 위에 형성될 수 있는 한편, 소스 영역(122)은 제2 풀-업 트랜지스터(PU2)의 채널 영역 위에 형성될 수 있다. 또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 제2 풀-업 트랜지스터(PU2)의 드레인 영역(126)은 제2 풀-다운 트랜지스터(PD2)의 드레인 영역(120) 위에 형성될 수 있다.The second pull-up transistor PU2 includes a
제2 풀-업 트랜지스터(PU2)는 또한 제2 풀-업 트랜지스터(PU2)의 채널 영역 주위에(예를 들어, 주위에 감싸이는) 게이트 전극(124)(이하, 간결성을 위해 "게이트(124)"라 칭함)을 포함한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 일례로서, 제2 풀-업 트랜지스터(PU2)의 게이트(124)는 제2 풀-업 트랜지스터(PU2)의 채널 영역 주위에 감싸이는 제1 부분을 갖는 도전성 특징부로서 형성될 수 있는 한편, 게이트(124)의 제2 부분은 제2 풀-업 트랜지스터(PU2)의 채널 영역으로부터 멀어지게 연장될 수 있다. 제 2 풀-업 트랜지스터(PU2)의 게이트(124)는 제1 풀-다운 트랜지스터(PD1)의 게이트(104)와 유사한 재료를 포함할 수 있다. 제2 풀-업 트랜지스터(PU2)는 제2 풀-업 트랜지스터(PU2)의 게이트(124)와 채널 영역과의 사이에 배치되는 유전체 재료(도 16과 관련한 이하의 설명 참조)를 포함할 수 있다.The second pull-up transistor PU2 is also connected to a gate electrode 124 (hereinafter simply referred to as "
일부 실시형태에서, 제2 풀-업 트랜지스터(PU2)는 (예를 들어, 제1 풀-업 트랜지스터(PU1)와 관련하여 위에서 설명된 무접합형 트랜지스터와 유사한) 무접합형 트랜지스터일 수 있다. 제2 풀-업 트랜지스터(PU2)는 제1 풀-업 트랜지스터(PU1)와 동일한 도전성(예를 들어, p 형)을 가질 수 있다. 제2 풀-업 트랜지스터(PU2)의 소스 영역(122), 드레인 영역(126), 및 채널 영역은 각각 제1 풀-업 트랜지스터(PU1)의 소스 영역(108), 드레인 영역(106), 및 채널 영역과 유사한 재료, 도펀트, 및/또는 도펀트 농도를 포함할 수 있다.In some embodiments, the second pull-up transistor PU2 may be a non-junction transistor (similar to the non-junction transistor described above with respect to the first pull-up transistor PU1, for example). The second pull-up transistor PU2 may have the same conductivity (e.g., p-type) as the first pull-up transistor PU1. The
도 1에 도시된 바와 같이, 제2 풀-업 트랜지스터(PU2) 및 제2 풀-다운 트랜지스터(PD2)의 드레인은 함께 연결된다. 이는, 도 2에 도시된 바와 같이, 제2 풀-업 트랜지스터(PU2)의 드레인 영역(126)과 제2 풀-다운 트랜지스터(PD2)의 드레인 영역(120)과의 사이에 배치되는 제2 도전성 트레이스(128)에 의해 달성될 수 있다. 제2 도전성 트레이스(128)는 제1 활성 레벨(L1)과 제2 활성 레벨(L2)과의 사이에 배치될 수 있다. 제2 도전성 트레이스(128)는 드레인 영역(120 및 126)의 각각과 접촉(예를 들어, 물리적으로 및/또는 전기적으로 접촉)할 수 있어, 제2 풀-업 트랜지스터(PU2) 및 제2 풀-다운 트랜지스터(PD2)의 드레인을 함께 전기적으로 연결시킨다. 제2 도전성 트레이스(128)는 제1 도전성 트레이스(114)와 유사한 재료를 포함할 수 있다.As shown in Fig. 1, the drains of the second pull-up transistor PU2 and the second pull-down transistor PD2 are connected together. This is because the second conductivity-type impurity is disposed between the
도 1에 도시된 바와 같이, 제2 풀-업 트랜지스터(PU2) 및 제2 풀-다운 트랜지스터(PD2)의 게이트는 함께 연결된다. 이는, 제2 풀-업 트랜지스터(PU2)의 게이트(124)(예를 들어, 게이트(124)의 제2 부분) 및 제2 풀-다운 트랜지스터(PD2)의 게이트(118)(예를 들어, 게이트(118)의 제2 부분)와 접촉(예를 들어, 물리적으로 및/또는 전기적으로 접촉)하여, 제2 풀-업 트랜지스터(PU2) 및 제2 풀-다운 트랜지스터(PD2)의 게이트를 전기적으로 함께 연결시킬 수 있는 제2 비아(204)(도2에 점선(204)으로 도시됨)에 의해 달성될 수 있다. 일부 실시형태에서, 제2 비아(204)는 제1 비아(202)와 유사한 재료를 포함할 수 있다.As shown in Fig. 1, the gates of the second pull-up transistor PU2 and the second pull-down transistor PD2 are connected together. This results in the gate 124 (e.g., the second portion of the gate 124) of the second pull-up transistor PU2 and the
도 1에 도시된 바와 같이, 제2 풀-업 트랜지스터(PU2) 및 제2 풀-다운 트랜지스터(PD2)의 소스는 각각 제1 전력 전압(Vdd) 및 제2 전력 전압(Vss)에 연결될 수 있다. 결과적으로, 도 2에 도시된 제2 풀-업 트랜지스터(PU2) 및 제2 풀-다운 트랜지스터(PD2)의 소스 영역(122 및 126)은 각각 제1 전력 전압(Vdd) 및 제2 전력 전압(Vss)에 전기적으로 연결될 수 있다. 이는 금속 라인 및/또는 비아(도 2에 도시되어 있지 않음; 도 33, 도 39, 및 도 40과 관련한 이하의 설명 참조)의 사용에 의해 달성될 수 있다.As shown in Fig. 1, the sources of the second pull-up transistor PU2 and the second pull-down transistor PD2 may be connected to a first power voltage Vdd and a second power voltage Vss, respectively . As a result, the
SRAM 셀(100)은 제1 패스-게이트 트랜지스터(PG1) 및 제2 패스-게이트 트랜지스터(PG2)를 포함한다. 패스-게이트 트랜지스터(PG1 및 PG2)는 제1 풀-다운 트랜지스터(PD1) 및 제2 풀-다운 트랜지스터(PD2)와 동일한 활성 레벨에 형성될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 풀-다운 트랜지스터(PD1) 및 제2 풀-다운 트랜지스터(PD2)는 각각 제1 활성 레벨(L1)의 제1 활성 영역 및 제2 활성 영역에 형성될 수 있는 한편, 제1 패스-게이트 트랜지스터(PG1) 및 제2 패스-게이트 트랜지스터(PG2)는 각각 제1 활성 레벨(L1)의 제3 활성 영역 및 제4 활성 영역에 형성될 수 있다.The
제1 패스-게이트 트랜지스터(PG1)는 소스 영역(130), 드레인 영역(134), 및 소스 영역(130)과 드레인 영역(134)과의 사이에 배치되는 채널 영역(도 2에 표시되지 않음; 도 9의 특징부(806b) 참조)을 포함한다. 요소(130 및 134)는 각각 소스 영역 및 드레인 영역을 지칭하지만, 요소(130 및 134)의 각각은 소스/드레인 영역을 지칭할 수도 있다는 것을 유의하라. 제1 패스-게이트 트랜지스터(PG1)는 수직 트랜지스터일 수 있으며, 따라서 제1 패스-게이트 트랜지스터(PG1)의 소스 영역(130), 드레인 영역(134), 및 채널 영역은 각각 수직 소스, 수직 드레인, 및 수직 채널일 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 패스-게이트 트랜지스터(PG1)의 채널 영역은 소스 영역(130) 위에 형성될 수 있는 한편, 드레인 영역(134)은 제1 패스-게이트 트랜지스터(PG1)의 채널 영역 위에 형성될 수 있다. 제1 패스-게이트 트랜지스터(PG1)의 소스 영역(130), 드레인 영역(134), 및 채널 영역은 제2 풀-다운 트랜지스터(PD2)의 제1 풀-다운 트랜지스터(PD1)와 유사한 재료, 도펀트, 및/또는 도펀트 농도를 포함할 수 있다.The first pass-gate transistor PG1 includes a
제1 패스-게이트 트랜지스터(PG1)는 또한 제1 패스-게이트 트랜지스터(PG1)의 채널 영역 주위에(예를 들어, 주위에 감싸지는) 게이트 전극(132)(이하, 간결성을 위해 "게이트(132)"라 칭함)을 포함한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 일례로서, 제1 패스-게이트 트랜지스터(PG1)의 게이트(132)는 제1 패스-게이트 트랜지스터(PG1)의 채널 영역 주위에 감싸이는 제1 부분을 갖는 도전성 특징부로서 형성될 수 있는 한편, 게이트(132)의 제2 부분은 제1 패스-게이트 트랜지스터(PG1)의 채널 영역으로부터 멀어지게 연장될 수 있다. 제1 패스-게이트 트랜지스터(PG1)의 게이트(132)는 제1 풀-다운 트랜지스터(PG1)의 게이트(104)와 유사한 재료를 포함할 수 있다. 제1 패스-게이트 트랜지스터(PG1)는 제1 패스-게이트 트랜지스터(PG1)의 게이트(132)와 채널 영역과의 사이에 배치되는 유전체 재료(도 11과 관련한 이하의 설명 참조)를 포함할 수 있다.The first pass-gate transistor PG1 also includes a gate electrode 132 (hereinafter simply referred to as "
도 1에 도시된 바와 같이, 제1 풀-업 트랜지스터(PU1) 및 제1 풀-다운 트랜지스터(PD1)의 게이트는 제1 패스-게이트 트랜지스터(PG1)의 게이트에 연결된다. 이는 도 2에 도시된 바와 같이 제1 도전성 트레이스(114)를 사용하여 달성될 수 있다. 예시적으로, 제1 도전성 트레이스(114)는 제1 풀-업 트랜지스터(PU1) 및 제1 풀-다운 트랜지스터(PD1)의 드레인(112 및 106) 사이에 배치되는 제1 부분을 가질 수 있다. 제1 도전성 트레이스(114)는 부가적으로 제1 패스-게이트 트랜지스터(PG1)의 드레인 영역(134)에 걸쳐 연장되는 제2 부분을 가질 수 있다. 제1 도전성 트레이스(114)의 제2 부분은 제1 패스-게이트 트랜지스터(PG1)의 드레인 영역(134)에 접촉(예를 들어, 물리적으로 및/또는 전기적으로 접촉)하여, 제1 풀-업 트랜지스터(PU1) 및 제1 풀-다운 트랜지스터(PD1)의 게이트를 제1 패스-게이트 트랜지스터(PG1)의 게이트에 전기적으로 연결시킬 수 있다.As shown in FIG. 1, the gates of the first pull-up transistor PU1 and the first pull-down transistor PD1 are connected to the gate of the first pass-gate transistor PG1. This can be accomplished using the first
도 1에 도시된 바와 같이, 제1 패스-게이트 트랜지스터(PG1)의 게이트는 기입 라인(WL)에 연결되는 한편, 제1 패스-게이트 트랜지스터(PG1)의 소스는 비트 라인(BL)에 연결된다. 예시적으로, 제1 패스-게이트 트랜지스터(PG1)의 소스 영역(130)은 금속 라인 및/또는 비아(도 2에 도시되어 있지 않음; 도 33 및 도 34와 관련한 이하의 설명 참조)의 사용에 의해 비트 라인(BL)에 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 제1 패스-게이트 트랜지스터(PG1)의 게이트(132)는 전기 도전성 층 및/또는 비아(도 2에 도시되어 있지 않음; 도 36과 관련한 이하의 설명 참조)의 사용에 의해 기입 라인(WL)에 전기적으로 연결될 수 있다.1, the gate of the first pass-gate transistor PG1 is connected to the write line WL while the source of the first pass-gate transistor PG1 is connected to the bit line BL . Exemplarily, the
제2 패스-게이트 트랜지스터(PG2)는 소스 영역(136), 드레인 영역(140), 및 소스 영역(136)과 드레인 영역(140)과의 사이에 배치되는 채널 영역(도 2에 표시되어 있지 않음; 도 9의 특징부(806b) 참조)을 포함한다. 요소(136 및 140)는 각각 소스 영역 및 드레인 영역을 지칭하지만, 요소(136 및 140)의 각각은 소스/드레인 영역을 지칭할 수도 있다는 것을 유의하라. 제2 패스-게이트 트랜지스터(PG2)는 수직 트랜지스터일 수 있으며, 따라서 제2 패스-게이트 트랜지스터(PG2)의 소스 영역(136), 드레인 영역(140), 및 채널 영역은 각각 수직 소스, 수직 드레인, 및 수직 채널일 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제2 패스-게이트 트랜지스터(PG2)의 채널 영역은 소스 영역(136) 위에 형성될 수 있는 한편, 드레인 영역(140)은 제2 패스-게이트 트랜지스터(PG2)의 채널 영역 위에 형성될 수 있다. 제2 패스-게이트 트랜지스터(PG2)의 소스 영역(136), 드레인 영역(140), 및 채널 영역은 제1 풀-다운 트랜지스터(PD1) 또는 제2 풀-다운 트랜지스터(PD2)와 유사한 재료, 도펀트, 및/또는 도펀트 농도를 포함할 수 있다.The second pass-gate transistor PG2 includes a
제2 패스-게이트 트랜지스터(PG2)는 또한 제2 패스-게이트 트랜지스터(PG2)의 채널 영역 주위에(예를 들어, 주위에 감싸이는) 게이트 전극(138)(이하, 간결성을 위해 "게이트(138)"라 칭함)을 포함한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 일례로서, 제2 패스-게이트 트랜지스터(PG2)의 게이트(138)는 제2 패스-게이트 트랜지스터(PG2)의 채널 영역 주위에 감싸이는 제1 부분을 갖는 도전성 특징부로서 형성될 수 있는 한편, 게이트(138)의 제2 부분은 제2 패스-게이트 트랜지스터(PG2)의 채널 영역으로부터 멀어지게 연장될 수 있다. 제2 패스-게이트 트랜지스터(PG2)의 게이트(138)는 제1 풀-다운 트랜지스터(PD1)의 게이트(104)와 유사한 재료를 포함할 수 있다. 제2 패스-게이트 트랜지스터(PG2)는 제2 패스-게이트 트랜지스터(PG2)의 게이트(138)와 채널과의 사이에 배치되는 유전체 재료(도 11과 관련한 이하의 설명 참조)를 포함할 수 있다.The second pass-gate transistor PG2 also includes a gate electrode 138 (hereinafter simply referred to as "
도 1에 도시된 바와 같이, 제2 풀-업 트랜지스터(PU2) 및 제2 풀-다운 트랜지스터(PD2)의 게이트는 제2 패스-게이트 트랜지스터(PG2)의 게이트에 연결된다. 이는 도 2에 도시된 바와 같이 제2 도전성 트레이스(128)를 사용하여 달성될 수 있다. 예시적으로, 제2 도전성 트레이스(128)는 제2 풀-업 트랜지스터(PU2) 및 제2 풀-다운 트랜지스터(PD2)의 드레인(126 및 120) 사이에 배치되는 제1 부분을 가질 수 있다. 제2 도전성 트레이스(128)는 부가적으로 제2 패스-게이트 트랜지스터(PG2)의 드레인 영역(140)에 걸쳐 연장되는 제2 부분을 가질 수 있다. 제2 도전성 트레이스(128)의 제2 부분은 제2 패스-게이트 트랜지스터(PG2)의 드레인 영역(140)에 접촉(예를 들어, 물리적으로 및/또는 전기적으로 접촉)하여, 제2 풀-업 트랜지스터(PU2) 및 제2 풀-다운 트랜지스터(PD2)의 게이트를 제2 패스-게이트 트랜지스터(PG2)의 게이트에 전기적으로 연결시킬 수 있다.As shown in Fig. 1, the gates of the second pull-up transistor PU2 and the second pull-down transistor PD2 are connected to the gate of the second pass-gate transistor PG2. This may be accomplished using a second
도 1에 도시된 바와 같이, 제2 패스-게이트 트랜지스터(PG2)의 게이트는 기입 라인(WL)에 연결되는 한편, 제2 패스-게이트 트랜지스터(PG2)의 소스는 보충 비트 라인(BLB)에 연결된다. 예시적으로, 제2 패스-게이트 트랜지스터(PG2)의 소스 영역(136)은 금속 라인 및/또는 비아(도 2에 도시되지 않음; 도 33 및 도 34와 관련한 이하의 설명 참조)의 사용에 의해 보충 비트 라인(BL)에 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 제2 패스-게이트 트랜지스터(PG2)의 게이트(138)는 전기 도전성 층 및/또는 비아(도 2에 도시되지 않음)의 사용에 의해 기입 라인(WL)에 전기적으로 연결될 수 있다.1, the gate of the second pass-gate transistor PG2 is connected to the write line WL while the source of the second pass-gate transistor PG2 is connected to the complementary bit line BLB do. By way of example, the
도 1에 도시된 바와 같이, 데이터 래치는 트랜지스터(PU1 및 PD1)의 게이트를 트랜지스터(PU2 및 PD2)의 드레인에 연결함으로써 형성된다. 이는 도 2에 도시된 바와 같이 제3 비아(206) 및 제2 도전성 트레이스(128)를 사용하여 달성될 수 있다. 예를 들어, 제1 풀-업 트랜지스터(PU1)의 게이트(110)의 제2 부분은 제2 패스-게이트 트랜지스터(PG2)의 드레인 영역(140)에 접촉하는 제2 도전성 트레이스(128)의 제2 부분에 걸쳐 더 연장될 수 있다. 제3 비아(206)는, 게이트(110)의 제2 부분과 제2 도전성 트레이스(128)의 제2 부분과의 사이에 위치될 수 있고 게이트(110) 및 제2 도전성 트레이스(128)를 서로 연결시킬 수 있으며, 이에 의해 트랜지스터(PU1 및 PD1)의 게이트를 트랜지스터(PU2 및 PD2)의 드레인에 연결시킨다. 제3 비아(206)는 제2 활성 레벨(L2)에 형성될 수 있으며 제1 풀-다운 트랜지스터(PD1)의 게이트(104)와 유사한 재료를 포함할 수 있다. 결과적으로, 풀-업 트랜지스터(PU1, PU2)의 게이트와 풀-다운 트랜지스터(PD1, PD2)의 게이트와의 사이에 접촉을 형성하기 위해 추가적인 비아 레벨이 사용될 수 있다. 일부 실시형태에서, 제3 비아(206)는 제2 패스-게이트 트랜지스터(PG2)와 자가-정렬될 수 있다(예를 들어, 도 19 내지 도 30과 관련한 이하의 설명 참조). 그러나, 다른 실시형태에서, 제3 비아(206)는 제2 패스-게이트 트랜지스터(PG2)와 자가-정렬되지 않을 수 있다(예를 들어, 도 8 내지 도 18과 관련한 이하의 설명 참조).As shown in Fig. 1, the data latch is formed by connecting the gates of the transistors PU1 and PD1 to the drains of the transistors PU2 and PD2. This can be accomplished using a third via 206 and a second
마찬가지로, 데이터 래치는 트랜지스터(PU2 및 PD2)의 게이트를 트랜지스터(PU1 및 PD1)의 드레인에 연결시킴으로써 형성된다. 이는 도 2에 도시된 바와 같이 제4 비아(208) 및 제1 도전성 트레이스(114)를 사용하여 달성될 수 있다. 예를 들어, 제2 풀-업 트랜지스터(PU2)의 게이트(124)의 제2 부분은 제1 패스-게이트 트랜지스터(PG1)의 드레인 영역(134)에 접촉하는 제1 도전성 트레이스(114)의 제2 부분에 걸쳐 더 연장될 수 있다. 제4 비아(208)는 게이트(124)의 제2 부분과 제1 도전성 트레이스(114)의 제2 부분과의 사이에 위치될 수 있고 게이트(124) 및 제1 도전성 트레이스(114)를 서로 연결시킬 수 있으며, 이에 의해 트랜지스터(PU2 및 PD2)의 게이트를 트랜지스터(PU1 및 PD1)의 드레인에 연결시킨다. 제4 비아(208)는 제2 활성 레벨(L2)에 형성될 수 있으며 제1 풀-다운 트랜지스터(PD1)의 게이트(104)와 유사한 재료를 포함할 수 있다. 결과적으로, 풀-업 트랜지스터(PU1, PU2)의 게이트와 풀-다운 트랜지스터(PD1, PD2)의 게이트와의 사이에 접촉을 형성하기 위해 추가적인 비아 레벨이 사용될 수 있다. 일부 실시형태에서, 제4 비아(208)는 제1 패스-게이트 트랜지스터(PG1)와 자가-정렬될 수 있다(예를 들어, 도 19 내지 도 30과 관련한 이하의 설명 참조). 그러나, 다른 실시형태에서, 제4 비아(208)는 제1 패스-게이트 트랜지스터(PG1)와 자가-정렬될 수 있다(예를 들어, 도 8 내지 도 18과 관련한 이하의 설명 참조).Similarly, the data latch is formed by connecting the gates of the transistors PU2 and PD2 to the drains of the transistors PU1 and PD1. This can be accomplished using a fourth via 208 and a first
도 3은 하나 이상의 실시형태에 따른 도 2에 도시된 SRAM 셀(100)의 제1 활성 레벨(L1), 제1 도전성 트레이스(114) 및 제2 도전성 트레이스(128)의 오버레이된 탑-다운 도면을 도시한다. 도 4는 하나 이상의 실시형태에 따른 도 2에 도시된 SRAM 셀(100)의 제2 활성 레벨(L2)의 오버레이된 탑-다운 도면을 도시한다. 도 3 도시된 바와 같이, 단일 SRAM 셀(100)은 약 2F의 제1 폭 및 약 2F의 제2 폭을 가지며, 여기서 F는 SRAM 셀(100)의 최소 인쇄가능 피치이다. 결과적으로, SRAM 셀(100)의 풋프린트는 약 4F2이다. 수직 트랜지스터를 갖는 현재의 단일 SRAM 셀 설계는 약 10F2의 풋프린트를 갖는다. 결과적으로, 도 2 내지 도 4에 도시된 레이아웃을 갖는 SRAM 셀(100)은 현재의 SRAM 셀 설계에 비해 감소된 풋프린트를 갖는다(예를 들어, 약 60%까지 감소됨). 결과적으로, 복수의 이러한 SRAM 셀(100)의 집적 밀도는 증가될 수 있다.Figure 3 is a top view of an overlaid top-down view of a first active level (L1), a first conductive trace (114), and a second conductive trace (128) of the
도 3에 도시된 바와 같이, 제1 비아(202)의 치수(DMV1)(예를 들어, 폭)는 실질적으로 제1 풀-다운 트랜지스터(PD1)의 게이트(104)의 치수(DMG1)(예를 들어, 폭)와 동일할 수 있다. 또한, 제2 비아(204)의 치수(DMV2)(예를 들어, 폭)는 실질적으로 게이트(118)의 치수(DMG2)(예를 들어, 폭)와 동일할 수 있다. 도 3 및 도 4는 또한 탑-다운 도면으로 제1 풀-다운 트랜지스터(PD1), 제2 풀-다운 트랜지스터(PD2), 제1 패스-게이트 트랜지스터(PG1), 및 제2 패스-게이트 트랜지스터(PG2)의 상대적인 위치를 도시한다. 이 트랜지스터들의 상대적인 위치는 또한 도 2에서 관찰될 수 있다. 예를 들어, 제1 패스-게이트 트랜지스터(PG1)는 제1 거리(예를 들어, 실질적으로 F와 동일한 거리)만큼 제1 방향을 따라(예를 들어, Y-방향을 따라) 제1 풀-다운 트랜지스터(PD1)로부터 측방향으로 분리될 수 있는 한편, 제2 패스-게이트 트랜지스터(PG2)는 실질적으로 제1 거리만큼 제1 방향에 실질적으로 수직인 제2 방향을 따라(예를 들어, X-방향을 따라) 제1 풀-다운 트랜지스터(PD1)로부터 측방향으로 분리될 수 있다. 또한, 제2 풀-다운 트랜지스터(PD2)는 실질적으로 제1 거리만큼 제2 방향을 따라(예를 들어, X-방향을 따라) 제1 패스-게이트 트랜지스터(PG1)로부터 측방향으로 분리될 수 있다. 또한, 제2 풀-다운 트랜지스터(PD2)는 실질적으로 제1 거리만큼 제1 방향을 따라(예를 들어, Y-방향을 따라) 제2 패스-게이트 트랜지스터(PG2)로부터 측방향으로 분리될 수 있다는 것에 준한다.3, the dimension DMV1 (e.g., width) of the first via 202 is substantially equal to the dimension DMG1 of the
도 2 내지 도 4에 도시된 예에서, 수직 트랜지스터(PU1, PU2, PD1, PD2, PG1, 및 PG2)는 원형 단면을 갖는다. 결과적으로, 도 2 내지 도 4에 도시된 예에서, 수직 트랜지스터(PU1, PU2, PD1, PD2, PG1, 및 PG2)는 와이어(예를 들어, 나노와이어)로서 형성될 수 있다. 그러나, 다른 실시형태에서, 수직 트랜지스터(PU1, PU2, PD1, PD2, PG1, 및 PG2)는 다른 형상을 가질 수 있다. 도 5는, 하나 이상의 실시형태에 따라, 수직 트랜지스터(PU1, PU2, PD1, PD2, PG1, 및 PG2)가 가질 수 있는 형상의 예를 도시한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 풀-업 트랜지스터(PU1 및 PU2), 풀-다운 트랜지스터(PD1 및 PD2), 및 패스-게이트 트랜지스터(PG1 및 PG2) 중 임의의 것은 타원(502), 바(504), 라운딩된(rounded) 정사각형(506), 정사각형(508), 직사각형(510), 삼각형(512), 또는 육각형(514)으로서 형성될 수 있다. 다른 형상이 또한 가능할 수 있다. 일례로서, SRAM 셀(100)의 모든 트랜지스터는 바(504)로서 형성될 수 있다. 이러한 실시형태에서, SRAM 셀(100)의 제1 활성 레벨(L1), 제1 도전성 트레이스(114) 및 제2 도전성 트레이스(128)의 오버레이된 탑-다운 도면은 도 6에 도시된 바와 같을 수 있다. 마찬가지로, 이러한 실시형태에서, SRAM 셀(100)의 제2 활성 레벨(L2)의 오버레이된 탑-다운 도면은 도 7에 도시된 바와 같을 수 있다.In the example shown in Figs. 2 to 4, the vertical transistors PU1, PU2, PD1, PD2, PG1, and PG2 have a circular cross-section. As a result, in the example shown in Figs. 2 to 4, the vertical transistors PU1, PU2, PD1, PD2, PG1 and PG2 may be formed as wires (e.g., nanowires). However, in other embodiments, the vertical transistors PU1, PU2, PD1, PD2, PG1, and PG2 may have different shapes. 5 illustrates an example of a shape that vertical transistors PU1, PU2, PD1, PD2, PG1, and PG2 may have, according to one or more embodiments. 5, any of the pull-up transistors PU1 and PU2, the pull-down transistors PD1 and PD2, and the pass-gate transistors PG1 and PG2 may include an
도 8 내지 도 18은, 하나 이상의 실시예에 따라 SRAM 셀(100)을 제조하는 방법의 단계들 중 일부를 예시하는 프로세스 흐름을 도시한다. 도 8 내지 도 18에 도시한 프로세스 흐름은, 제1 도전 트레이스(114)와 제2 도전 트레이스(128)가 실리사이드를 포함하는 일례를 도시하지만, 제1 도전 트레이스(114)와 제2 도전 트레이스(128)가 다른 도전 재료들을 포함하는 다른 예들도 가능하다. 도 8은, 실리콘(Si); 실리콘-온-인슐레이터(SOI); 게르마늄(Ge); 실리콘 탄화물, 갈륨 비소, 갈륨 인, 인듐 인, 인듐 비소, 및/또는 인듐 안티몬화물을 포함하는 화합물 반도체; SiGe, GaAsP, AlInAs, AlGaAs, GaInAs, GaInP, 및/또는 GaInAsP를 포함하는 합금 반도체; 또는 이들의 조합을 포함할 수 있고 반도체 웨이퍼일 수 있는 반도체 기판(82)을 도시한다. 반도체 기판(802)은, 벌크 반도체 기판, 반도체-온-인슐레이터(SOI) 기판, 다층 또는 구배 반도체 기판 등일 수 있다. 도 8은 또한 반도체 기판(802) 위에 형성된 제1 도핑 영역(804)을 도시한다. 제1 도핑 영역(804)은, 소스층(804a), 채널층(804b), 및 드레인층(804c)을 포함하는 다층 반도체 기판일 수 있다. 구체적인 실시예에서, 제1 도핑 영역(804)의 소스층(804a), 채널층(804b), 및 드레인층(804c) 중 적어도 일부는, 제1 풀-다운 트랜지스터(PD1), 제2 풀-다운 트랜지스터(PD2), 제1 패스-게이트 트랜지스터(PG1), 및 제2 패스-게이트 트랜지스터(PG2)의 소스 영역들, 채널 영역들, 및 드레인 영역들을 형성하는 데 이용된다. 제1 도핑 영역(804)의 소스층(804a), 채널층(804b), 및 드레인층(804c)은, 제1 풀-다운 트랜지스터(PD1)의 소스 영역(102), 채널 영역, 및 드레인 영역(106)과 유사한 재료, 도펀트, 및/또는 도펀트 농도를 각각 포함할 수 있다.8-18 illustrate a process flow illustrating some of the steps of a method of manufacturing an
제1 도핑 영역(804)은, 반도체 기판(802)의 노출 영역을 성장 개시제로서 이용하는 에피택셜 성장 프로세스를 이용하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 에피택셜 성장 프로세스는 분자 빔 에피택시(MBE), 액상 에피택시(LPE), 기상 에피택시(VPE), 선택적 에피택셜 성장(SEG), 또는 이들의 조합일 수 있다. 다른 에피택셜 성장 프로세스들로 가능하다. 일 실시예에서는, 동일한 에피택셜 성장 프로세스를 이용하여 제1 도핑 영역(804)의 소스층(804a), 채널층(804b), 및 드레인층(804c)의 각각을 형성할 수 있다. 그러나, 다른 일 실시예에서는, 서로 다른 에피택셜 성장 프로세스들을 이용하여 제1 도핑 영역(804)의 소스층(804a), 채널층(804b), 및 드레인층(804c)을 형성할 수 있다.The first
일 실시예에서, 도펀트들은, 각 층이 성장할 때 제1 도핑 영역(804)의 소스층(804a), 채널층(804b), 및 드레인층(804c)에 도입된다. 일례로, 소스층(804a)의 에피택셜 성장 프로세스 동안, 원하는 도펀트들을 포함하는 전구체들이, 소스층(804a)의 반도체 재료를 위한 전구체 반응물들과 함께 반응 용기 내로 제 자리에(in situ) 배치된다. 이처럼, 도펀트들은, 소스층(804a)이 성장하고 있는 동안 소스층(804a)에 원하는 도전성을 제공하도록 소스층(804a)의 반도체 재료 내에 도입되고 포함된다. 전술한 예는 소스층(804a)에 관한 것이지만, 마찬가지의 프로세스를 이용하여, 각 층이 성장할 때 채널층(804b)과 드레인층(804c)의 반도체 재료 내에 도펀트들을 도입할 수 있다.In one embodiment, the dopants are introduced into the
대안으로, 다른 일 실시예에서, 도펀트들은, 각 층이 성장한 후에 제1 도핑 영역(804)의 소스층(804a), 채널층(804b), 및 드레인층(804c)의 반도체 재료 내에 도입될 수 있다. 일례로, 소스층(804a)의 반도체 재료는 도펀트 없이 성장할 수 있고, 주입 프로세스 또는 확산 프로세스 등의 도입 프로세스를 이용하여 소스층(804a)을 성장시킨 후 채널층(804b)이 성장시키기 전에 도펀트들을 소스층(804a)에 도입한다. 일단 도펀트들이 소스층(804a) 내에 도입되었다면, 어닐링 프로세스를 수행하여 도펀트들을 활성화할 수 있다. 그후, 채널층(804b)의 에피택셜 성장을 개시할 수 있다. 전술한 예는 소스층(804a)에 관한 것이지만, 마찬가지의 프로세스를 이용하여, 각 층이 성장한 후에 채널층(804b)과 드레인층(804c)의 반도체 재료 내에 도펀트들을 도입할 수 있다.Alternatively, in another embodiment, the dopants may be introduced into the semiconductor material of the
도 9를 참조해 보면, 제1 수직 구조(806)는, 예를 들어, 마스킹 및 에칭 프로세스를 이용하여 제1 도핑 영역(804)으로부터 형성되어 있다. 일례로, 패터닝된 마스크(도 9에는 도시하지 않음)가 제1 도핑 영역(804)의 일부 위에 형성될 수 있다. 패터닝된 마스크는, 제1 수직 구조(806)를 형성하도록, 적절한 에칭 프로세스, 예를 들어, 반응 이온 에칭(RIE) 등의 이방성 에칭을 이용하여 제1 도핑 영역(804)이 리세스될 때 마스크로서 사용될 수 있다. 그 후, 예를 들어, 박리 프로세스(예를 들어, 습식 박리 프로세스) 또는 애칭 프로세스(예를 들어, 플라즈마 애싱 프로세스)를 이용하여 패터닝된 마스크를 제거하여 도 9에 도시한 구성을 형성할 수 있다. 제1 수직 구조(806)는, (예를 들어, 도 5에 도시한 바와 같은) 원, 정사각형, 직사각형, 달걀형, 타원형 등의, 반도체 기판(802)의 상면과 평행한 평면에서의 단면을 가질 수 있다. 도 9의 예에서는, 일부 실시예들의 다양한 양태들을 명확하고도 간단하게 예시하도록 하나의 제1 수직 구조(806)만이 도시되어 있다. 그러나, 실제로는, 이러한 수직 구조가 복수 형성될 수 있다. 일례로, 4개의 수직 구조(806)를 형성할 수 있고, 그 4개의 수직 구조(806)를 이용하여 도 1과 도 2에 도시한 SRAM 셀(100)의 풀-다운 트랜지스터들(PD1, PD2)과 패스-게이트 트랜지스터들(PG1, PG2)을 제조할 수 있다.Referring to FIG. 9, a first
제1 수직 구조(806)는, 소스 영역(806a), 소스 영역(806a) 위의 채널 영역(806b), 및 채널 영역(806a) 위의 드레인 영역(806c)을 포함한다. 전술한 바와 같이, 제1 수직 구조(806)를 이용하여 도 1과 도 2에 도시한 SRAM 셀(100)의 풀-다운 트랜지스터들(PD1, PD2)과 패스-게이트 트랜지스터들(PG1, PG2) 중 임의의 하나를 제조할 수 있다. 이처럼, 제1 수직 구조(806)의 소스 영역(806a)은 도 2에 도시한 소스 영역들(102, 116, 130, 136) 중 임의의 하나로서 식별될 수 있다. 마찬가지로, 제1 수직 구조(806)의 드레인 영역(806c)은 도 2에 도시한 드레인 영역들(106, 120, 134, 140) 중 임의의 하나로서 식별될 수 있다. 마찬가지 방식으로, 제1 수직 구조(806)의 채널 영역(806b)은, 도 2에 도시한 SRAM 셀(100)의 풀-다운 트랜지스터들(PD1, PD2)과 패스-게이트 트랜지스터들(PG1, PG2) 중 임의의 하나로서 식별될 수 있다.The first
도 10을 참조해 보면, 제1 유전층(808)은, 반도체 기판(802) 상에 및 제1 수직 구조(806)의 소스 영역(806a) 주위에 형성되어 있다. 일부 실시예들에서, 제1 유전층(808)은, 유동성 CVD(FCVD)(예를 들어, 원격 플라즈마 시스템에서의 CVD 기반 재료 증착) 및 어닐링 등의 후 경화에 의해 형성된 산화물이다. 다른 실시예들에서, 제1 유전층(808)은, CVD, PECVD 등, 또는 이들의 조합 등의 다른 증착 기술에 의해 형성될 수 있고, 실리콘 산화물, 포스포실리케이트 글래스(PSG), 보로실리케이트 글래스(BSG), 보로포스포실리케이트 글래스(BPSG), 언도핑 실리케이트 글래스(USG), 질화물, 산질화물 등의 유전 재료일 수 있다.Referring to FIG. 10, a first
일부 실시예들에서, 제1 유전층(808)은, 제1 수직 구조(806)의 상면뿐만 아니라 소스 영역(806a), 채널 영역(806b), 드레인 영역(806c)도 덮을 수 있다. 이러한 실시예에서는, 에치백 프로세스를 수행하여, 제1 유전층(80)에 의해 덮힌 소스 영역(806a)의 측벽들을 남겨 두면서 제1 수직 구조(806)의 상면으로부터 그리고 드레인 영역(806c)과 채널 영역(806b)의 측벽들로부터 제1 유전층(808)의 과다 부분들을 제거할 수 있다.In some embodiments, the
도 11을 참조해 보면, 제1 게이트 유전체(810)와 제1 게이트 전극층(812)이 형성되어 있다. 제1 게이트 유전체(810)는, 수직 채널 구조(72) 상에, 예를 들어, 제1 수직 구조(806)의 채널 영역(806b)의 측벽들 위에 등각 성막되어 있다. 일부 실시예들에 따르면, 제1 게이트 유전체(810)는 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 또는 이들의 다층을 포함한다. 다른 실시예들에서, 제1 게이트 유전체(810)는 고 유전상수(high-k)의 유전 재료를 포함하고, 이러한 실시예들에서, 제1 게이트 유전체(810)는 약 7.0을 초과하는, 또는 약 10.0을 초과하는 k 값을 가질 수 있다. 고 유전상수의 유전 재료는, SiON, Si3N4, Ta2O5, Al2O3, Hf 산화물, Ta 산화물, Al 산화물, 희토류 금속 산화물 등, 및 이들의 조합을 포함할 수 있다. 제1 게이트 유전체(810)의 형성 방법은, 분자 빔 증착(MBD), ALD, PECVD 등, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 다음으로, 제1 게이트 전극층(812)은, 예를 들어, MBD, ALD, PECVD 등 중 하나 이상을 이용하여 제1 게이트 유전체(810) 위와 제1 유전층(808) 위에 증착된다. 제1 게이트 전극층(812)은, TiN, TaN, TiAl, TaAl, TaC 등의 금속-함유 재료, Ti-함유 재료, Ta-함유 재료, Al-함유 재료, W-함유 재료, TiSi, NiSi, PtSi, 실리사이드를 갖는 폴리실리콘, Cu-함유 재료, 내화 재료 등, 이들의 조합, 또는 이들의 다층을 포함할 수 있다. 제1 게이트 전극층(812)은, 일례로, 도 2에 도시한 게이트들(104, 118, 132, 138) 중 임의의 하나로서 식별될 수 있다.Referring to FIG. 11, a
도 12를 참조해 보면, 제2 유전층(814)은 제1 게이트 유전체(810)와 제1 게이트 전극층(812) 상에 형성되어 있다. 제2 유전층(814)은, 또한, 제1 수직 구조(806)의 드레인 영역(806c) 주위에 형성되어 있다. 제2 유전층(814)은 제1 유전층(808)과 유사한 재료들을 포함할 수 있다. 제2 유전층(814)은 제1 유전층(808)과 유사한 프로세스들을 이용하여 형성될 수 있다. 제2 유전층(814)의 형성과 함께, SRAM 셀(100)의 제1 활성 레벨 L1의 적어도 일부가 형성될 수 있다.Referring to FIG. 12, a
도 13을 참조해 보면, 실리사이드층(816)은 제2 유전층(814)의 위뿐만 아니라 제1 수직 구조(806)의 드레인 영역(806c) 위에도 (예를 들어, MBD, ALD, PECVD 등 중 하나 이상을 이용하여) 형성될 수 있다. 실리사이드층(816)은 도 2에 도시한 제1 도전 트레이스(114) 또는 제2 도전 트레이스(128)로서 식별될 수 있다. 실리사이드층(816)은, 하나 이상의 적절한 금속층들의 블랭킷 증착 및 금속 또는 금속들이 기저의 노출된 반도체 재료(예를 들어, 실리콘)와 반응하는 급속 열적 어닐링(RTA) 등의 후속하는 어닐링 단계에 의해 형성될 수 있다. 이어서, 미반응 금속을, 예를 들어, 선택적 에칭 프로세스에 의해 제거할 수 있다.13, the
도 14를 참조해 보면, 프로세스 흐름은, 실리사이드층(816) 위에 제3 유전층(818)을 형성하고, 제3 유전층(818) 위에 제2 게이트 전극층(820)을 형성하고, 제2 게이트 전극층(820) 위에 제4 유전층(822)을 형성하는 것으로 계속된다. 제3 유전층(818)과 제4 유전층(822)은 제1 유전층(808)과 유사한 재료들을 포함할 수 있다. 게다가, 제3 유전층(818)과 제4 유전층(822)은 제1 유전층(808)과 유사한 프로세스들을 이용하여 형성될 수 있다. 제2 게이트 전극층(820)은 제1 게이트 전극층(812)과 유사한 재료들을 포함할 수 있다. 게다가, 제2 게이트 전극층(820)은 제1 게이트 전극층(820)과 유사한 프로세스들을 이용하여 형성될 수 있다. 제3 유전층(818), 제2 게이트 전극층(820), 및 제4 유전층(822)은 SRAM 셀(100)의 제2 활성 레벨 L2를 정의할 수 있다. 또한, 제2 게이트 전극층(820)은, 각각 제1 풀-업 트랜지스터(PU1)와 제2 풀-업 트랜지스터(PU2)의 (도 2에 도시한) 게이트들(110 및/또는 124)을 형성하는 데 사용될 수 있다.14, the process flow includes forming a third
도 15를 참조해 보면, 개구(824)는, 실리사이드층(816)의 일부를 노출시키도록 제3 유전층(818), 제2 게이트 전극층(820), 및 제4 유전층(822)에 형성될 수 있다. 개구(824)는, 개구들이 형성되어 있는 패터닝된 마스크를 사용하는 리소그래픽 및 에칭 프로세스에 의해 형성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 패터닝된 마스크의 개구들은 제1 수직 구조(806)와 실질적으로 정렬된다. 개구(824)는, 적절한 에칭 프로세스(예를 들어, RIE 등의 이방성 에칭)를 이용하여 형성될 수 있다. 개구(824) 형성에 이어서, 프로세스 흐름은 제1 수직 구조(806)가 풀-다운 트랜지스터들(PD1, PD2) 중 하나인지 또는 패스-게이트 트랜지스터들(PG1, PG2) 중 하나인지 여부에 의존할 수 있다. 제1 수직 구조(806)가 풀-다운 트랜지스터들(PD1, PD2) 또는 패스-게이트 트랜지스터들(PG1, PG2) 중 하나인 실시예에서, 제2 활성층 L2의 개구(824)는, 제1 풀-다운 트랜지스터(PD1) 또는 제2 풀-다운 트랜지스터(PD2) 위에 각각 제1 풀-업 트랜지스터(PU1) 또는 제2 풀-업 트랜지스터(PU2)를 형성하는 데 사용될 수 있다. 이러한 단계는, 제2 게이트 유전체(826)가 개구(824)의 측벽들 상에 형성되어 있는(예를 들어, 등각 형성되어 있는) 도 16에 도시되어 있다. 15, an
제2 게이트 유전체(826)는, 제1 게이트 유전체(810)와 유사한 재료들을 포함할 수 있고, 제1 게이트 유전체(810)와 유사한 프로세스들을 이용하여 형성될 수 있다. 또한, 제2 수직 구조(828)는 개구(824)를 충전하는 데 형성될 수 있다. 제2 수직 구조(828)는, 실리콘, 게르마늄, 실리콘 게르마늄, 이들의 조합 등의 다결정 반도체 재료를 포함할 수 있다. 결국, 제2 수직 구조(828)는 도 2에 도시한 제1 풀-업 트랜지스터(PU1) 및/또는 제2 풀-업 트랜지스터(PU2)로 식별될 수 있다. 제3 유전층(818)에 의해 둘러싸인 제2 수직 구조(828)의 일부는 도 2에 도시한 드레인 영역들(112, 126) 중 임의의 하나로 식별될 수 있다. 제2 게이트 전극층(820)에 의해 둘러싸인 제2 수직 구조(828)의 일부는 제1 풀-업 트랜지스터(PU1) 또는 제2 풀-업 트랜지스터(PU2)의 채널 영역들 중 임의의 하나로 식별될 수 있다. 게다가, 제4 유전층(822)에 의해 둘러싸인 제2 수직 구조(828)의 일부는 도 2에 도시한 소스 영역들(108, 122) 중 임의의 하나로 식별될 수 있다. The
제2 수직 구조(828)는, 실리사이드층(816)의 노출된 영역들을 성장 개시제로서 이용하는 에피택셜 성장 프로세스를 이용하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 에피택셜 성장 프로세스는 분자 빔 에피택시(MBE), 액상 에피택시(LPE), 기상 에피택시(VPE), 선택적 에피택셜 성장(SEG), 또는 이들의 조합일 수 있다. 다른 에피택셜 성장 프로세스들도 가능하다. 일부 실시예들에서, 제2 수직 구조(828)는 개구(824)를 과충전(overfill)할 수 있다. 이러한 실시예에서, 평탄화 단계(예를 들어, 화학적 기계적 연마 단계)를 수행하여 개구(824) 밖에 있는 제2 수직 구조(828)의 일부들을 제거할 수 있다.The second
일 실시예에서, 도펀트들은, 제2 수직 구조(828)가 성장할 때 제2 수직 구조(828)의 재료 내에 도입된다. 일례로, 제2 수직 구조(828)의 에피택셜 성장 프로세스동안, 원하는 도펀트들을 포함하는 전구체들은, 제2 수직 구조(828)의 재료를 위한 전구체 반응물들과 함께 반응 용기 내의 제 위치에 배치된다. 이처럼, 도펀트들은, 제2 수직 구조(828)가 성장하고 있는 동안 제2 수직 구조(828)에 원하는 도전성(예를 들어, p형)을 제공하도록 제2 수직 구조(828)의 재료 내에 도입되고 포함된다. 대안으로, 다른 일 실시예에서, 도펀트들은, 제2 수직 구조(828)가 성장한 후에 제2 수직 구조(828)의 재료 내에 도입될 수 있다. 일례로, 제2 수직 구조(828)의 재료는 도펀트들 없이 성장할 수 있고, 주입 프로세스 또는 확산 프로세스 등의 도입 프로세스를 이용하여 제2 수직 구조(828)의 재료 내에 도펀트들을 도입한다.In one embodiment, the dopants are introduced into the material of the second
다시 도 15를 참조해 보면, 개구(824) 형성에 이어서, 프로세스 흐름은, 제1 수직 구조(806)가 풀-다운 트랜지스터들(PD1, PD2) 중 하나인지 또는 패스-게이트 트랜지스터들(PG1, PG2) 중 하나인지 여부에 의존할 수 있다. 제1 수직 구조(806)가 패스-게이트 트랜지스터들(PG1, PG2) 중 하나인 실시예에서, 제2 활성층(L2)의 개구(824)는, 각각 제2 패스-게이트 트랜지스터(PG2) 또는 제1 패스-게이트 트랜지스터(PG1) 위에 제3 비아(206) 또는 제4 비아(208)를 형성하는 데 사용될 수 있다. 이러한 단계는, 개구(824)를 충전하도록 금속 특징부(830)가 형성될 수 있는 도 17에 도시되어 있다. 금속 특징부(830)는, 제1 게이트 전극층(812)과 유사한 재료들을 포함할 수 있고, 제1 게이트 전극층(812)과 유사한 프로세스들을 이용하여 형성될 수 있다. 후속하여, 일부 실시예들에서, 금속 특징부(830)는, 도 18에 도시한 바와 같이, 예를 들어, 금속 특징부(830)의 상면이 제2 게이트 전극층(820)의 상면과 실질적으로 동면으로 되도록 (예를 들어, RIE 등의 적절한 에칭 프로세스를 이용하여) 에칭백될 수 있다. 이어서, 금속 특징부(830)의 상면은 (도 18에는 도시하지 않은) 유전 재료에 의해 덮힐 수 있다.Referring again to FIG. 15, following formation of the
전술한 예에서, 제1 수직 구조(806)의 첫 번째 것이 패스-게이트 트랜지스터들(PG1, PG2) 중 하나이고 제1 수직 구조(806)의 두 번째 것이 풀-다운 트랜지스터들(PD1, PD2) 중 하나인 경우, 금속 특징부(830)는 패스-게이트 트랜지스터(PG1 또는 PG2) 위의 개구(824)에 형성되는 한편, 제2 수직 구조(828)와 제2 게이트 유전체(826)는 풀-다운 트랜지스터(PD1 또는 PD2) 위의 개구(824)에 형성된다. 그러나, 다른 일 실시예에서, 제2 수직 구조(828)와 제2 게이트 유전체(826)는, 풀-다운 트랜지스터(PD1 또는 PD2) 위의 개구(824) 뿐만 아니라 패스-게이트 트랜지스터(PG1 또는 PG2) 위의 개구(824)에도 형성될 수 있다. 후속하여, 패스-게이트 트랜지스터(PG1 또는 PG2) 위의 제2 수직 구조(828)와 제2 게이트 유전체(826)를 (예를 들어, 에칭 프로세스를 통해) 제거하여 실리사이드층(816)의 일부를 노출시킬 수 있고, 이에 따라 개구(824)를 재형성할 수 있다. 이어서, 예를 들어, 도 17과 도 18에 도시한 바와 같이, 패스-게이트 트랜지스터(PG1 또는 PG2) 위의 개구(824)를 도전 재료로 충전하여 금속 특징부(830)를 형성할 수 있다. 결국, 이러한 실시예에서, 패스-게이트 트랜지스터들(PG1, PG2) 위의 p 채널들은, 제2 수직 구조(828)(예를 들어, 폴리-Ge)와 제2 게이트 유전체(826)를 제거하고 개구를 금속으로 충전함으로써, 국부적 드레인-게이트 접촉부들로 변환될 수 있다.In the above example, the first one of the first
도 8 내지 도 18에 도시한 프로세스 흐름은, 도 2에 도시한 SRAM 셀(100)의 풀-업 트랜지스터들(PU1, PU2), 풀-다운 트랜지스터들(PD1, PD2), 및 패스-게이트 트랜지스터들(PG1, PG2)을 제조하는 방법의 일례를 도시한다. 도 15에 관하여 전술한 바와 같이, 개구(824)는 패터닝된 마스크를 에칭 마스크로서 사용함으로써 형성될 수 있다. 개구(824)와 기저의 제1 수직 구조(806) 간의 정렬은, 패터닝된 마스크와 제1 수직 구조(806) 간의 정렬에 의존한다. 결국, 개구(824)에 형성된 금속 특징부(830)와 제2 수직 구조(828)는 제1 수직 구조(806)와 자기 정렬되지 않는다.The process flow shown in FIGS. 8 to 18 is the same as the process flow shown in FIG. 2 except that the pull-up transistors PU1 and PU2, pull-down transistors PD1 and PD2 of the
도 19 내지 도 30은, 하나 이상의 실시예에 따라 수직 트랜지스터들이 자기 정렬되는 SRAM 셀을 제조하는 방법의 단계들 중 일부를 예시하는 프로세스 흐름을 도시한다. 도 19 내지 도 30에 도시한 프로세스 흐름은, 제1 도전 트레이스(114)와 제2 도전 트레이스(128)가 실리사이드를 포함하는 일례를 예시하지만, 제1 도전 트레이스(114)와 제2 도전 트레이스(128)가 다른 도전 재료를 포함하는 다른 예들도 가능하다. 도 19를 참조해 보면, 제1 수직 구조(806)는 (예를 들어, 도 8과 도 9에 관하여 전술한 프로세스들을 이용하여) 반도체 기판(802) 위에 형성될 수 있다. 또한, 희생 수직 구조(902)는 제1 수직 구조(806) 위에 형성된다. 희생 수직 구조(902)는 제1 수직 구조(806)와 유사한 반도체 재료를 포함할 수 있다. 희생 수직 구조(902)는, 제1 수직 구조(806)의 드레인 영역(806c)의 노출된 영역들을 성장 개시제로서 이용하는 에피택셜 성장 프로세스를 이용하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 에피택셜 성장 프로세스는, 분자 빔 에피택시(MBE), 액상 에피택시(LPE), 기상 에피택시(VPE), 선택적 에피택셜 성장(SEG), 또는 이들의 조합일 수 있다. 다른 에피택셜 성장 프로세스들도 가능하다. 제1 수직 구조(806)의 드레인 영역(806c)의 노출된 영역들을 성장 개시제로서 이용함으로써 희생 수직 구조(902)가 형성되므로, 희생 수직 구조(902)는 제1 수직 구조(806)와 실질적으로 동일한 측방 치수를 가질 수 있다.Figures 19-30 illustrate a process flow illustrating some of the steps of a method of fabricating SRAM cells in which vertical transistors are self-aligned in accordance with one or more embodiments. 19 through 30 illustrate an example in which the first
도 20을 참조해 보면, 제1 유전층(808), 제1 게이트 유전체(810), 제1 게이트 전극층(812), 및 제2 유전층(814)은 제1 수직 구조(806)와 희생 수직 구조(902) 주위에 형성될 수 있다. 이 예에서, 제1 유전층(808)은 제1 수직 구조(806)의 소스 영역(806a) 주위에 형성될 수 있는 한편, 제1 게이트 유전체(810)와 제1 게이트 전극층(812)은 제1 수직 구조(806)의 채널 영역(806b) 주위에 형성될 수 있다. 제2 유전층(814)은, 제1 수직 구조(806)의 드레인 영역(806c) 주위에 형성될 수 있고 희생 수직 구조(902) 주위에도 형성될 수 있다. 제1 수직 구조(806)와 희생 수직 구조(902) 주위에 제1 유전층(808), 제1 게이트 유전체(810), 제1 게이트 전극층(812), 및 제2 유전층(814)을 형성하는 데 있어서 도 10 내지 도 12에 관하여 전술한 유사한 프로세스들을 이용할 수 있다.20, a first
도 21을 참조해 보면, (예를 들어, RIE 등의 적절한 에칭 프로세스를 이용하여) 제2 유전층(814)의 일부를 리세스하여 희생 수직 구조(902) 및 희생 수직 구조(902)에 근접한 드레인 영역(806c)의 일부를 노출시킬 수 있다. 이어서, 도 22에 도시한 바와 같이, 예를 들어, 실리사이드층(816)에 관하여 전술한 프로세스들을 이용하여, 제2 유전층(814)의 나머지 부분 위에 그리고 드레인 영역(806c)의 노출된 부분 주위에 실리사이드층(904)을 형성할 수 있다. 또한, 실리사이드층(904)은 드레인 영역(806c)에 근접한 희생 수직 구조(902)의 제1 부분(902a)을 둘러쌀 수 있다. 희생 수직 구조(902)는, 또한, 제1 부분(902a) 위의 제2 부분(902b), 제2 부분(902b) 위의 제3 부분(902c), 및 제3 부분(902c) 위의 제4 부분(902d)을 포함할 수 있다.21, a portion of the
일부 실시예들에서, 실리사이드층(904)은, 희생 수직 구조(902)의 제4 부분(902d)의 상면 위에 형성될 수 있고, 희생 수직 구조(902)의 제1 부분(902a), 제2 부분(902b), 제3 부분(902c), 제4 부분(902d)의 측벽들 주위에 형성될 수 있다. 그 후, 실리사이드층(904)의 일부를 평탄화 및/또는 에칭하여 희생 수직 구조(902)의 제4 부분(902d)의 상면 및 희생 수직 구조(902)의 제2 부분(902b), 제3 부분(902c), 제4 부분(902d)의 측벽들을 노출시켜 도 22에 도시한 구조를 형성할 수 있다. 실리사이드층(904) 형성과 함께, SRAM 셀(100)의 제1 활성 레벨 L1이 정의되고, 후속 단계들에서 실리사이드층(904)을 가공하여 도 2에 도시한 제1 도전 트레이스(114) 또는 제2 도전 트레이스(128)를 형성할 수 있다.In some embodiments, the
도 23을 참조해 보면, 제3 유전층(818)은, 예를 들어, 도 14에 관하여 전술한 프로세스들 중 하나 이상을 이용하여, 실리사이드층(904) 위에 형성될 수 있고 희생 수직 구조(902)의 제2 부분 주위에 형성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 제3 유전층(818)은, 희생 수직 구조(902)의 제4 부분(902d)의 상면 위에 형성될 수 있고 희생 수직 구조(902)의 제2 부분(902b), 제3 부분(902c), 제4 부분(902d)의 측벽들 주위에 형성될 수 있다. 그 후, 제3 유전층(818)의 일부를 평탄화 및/또는 에칭하여 희생 수직 구조(902)의 제4 부분(902d)의 상면 및 희생 수직 구조(902)의 제3 부분(902c)과 제4 부분(902d)의 측벽들을 노출시켜 도 23에 도시한 구조를 형성할 수 있다.Referring to Figure 23, a third
도 24를 참조해 보면, 프로세스 흐름은, 희생 수직 구조(902)의 제3 유전층(818) 위와 제3 부분(902c) 주위에 더미 게이트 유전체(906)를 형성하는 것으로 계속된다. 또한, 제2 게이트 전극층(820)은 제3 유전층(818) 위와 더미 게이트 유전체(906) 주위에 형성되어 있다. 더미 게이트 유전체(906)는, 제1 게이트 유전체(810)와 유사한 재료들을 포함할 수 있고, 제1 게이트 유전체(810)와 유사한 프로세스들을 이용하여 형성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 더미 게이트 유전체(906)와 제2 게이트 전극층(820)는, 희생 수직 구조(902)의 제4 부분(902d)의 상면 위와 희생 수직 구조(902)의 제3 부분(902c)과 제4 부분(902d)의 측벽들 주위에 형성될 수 있다. 그 후, 더미 게이트 유전체(906)와 제2 게이트 전극층(820)의 일부를 평탄화 및/또는 에칭하여 희생 수직 구조(902)의 제4 부분(902d)의 상면 및 희생 수직 구조(902)의 제4 부분(902d)의 측벽들을 노출시켜 도 24에 도시한 구조를 형성할 수 있다.Referring to FIG. 24, the process flow continues to form dummy gate dielectric 906 over third
도 25를 참조해 보면, 프로세스 흐름은, 더미 게이트 유전체(906)와 제2 게이트 전극층(820) 위에 제4 유전층(822)을 형성하는 것으로 계속된다. 제4 유전층(822)은, 또한, 희생 수직 구조(902)의 제4 부분(902d) 주위에 형성된다. 일부 실시예들에서, 제4 유전층(822)은, 희생 수직 구조(902)의 제4 부분(902d)의 상면 위와 측벽들 주위에 형성될 수 있다. 그 후, 제4 유전층(822)의 일부를 평탄화 및/또는 에칭하여 희생 수직 구조(902)의 제4 부분(902d)의 상면을 노출시켜 도 25에 도시한 구조를 형성할 수 있다. 도 25의 실시예에서, 희생 수직 구조(902)의 제4 부분(902d)과 제4 유전층(822)의 상면들은 실질적으로 동면으로 된다. 게다가, 제3 유전층(818), 제2 게이트 전극층(820), 및 제4 유전층(822)은 SRAM 셀(100)의 제2 활성 레벨 L2를 정의할 수 있다.25, the process flow continues to form a fourth
프로세스 흐름은, (예를 들어, 적절한 에칭 프로세스를 이용하여) 희생 수직 구조(902)를 제거하여 제1 수직 구조(806)의 상면을 노출시켜 개구(908)를 형성하는 도 26에 도시한 단계로 계속된다. 금속층(910)은, 또한, 개구(908)의 측벽들 상에 그리고 제4 유전층(822)의 상면 위에 형성된다(예를 들어, 등각 형성된다). 금속층(910)은, MBD, ALD, PECVD 중 하나 이상을 이용하여 형성될 수 있고, 실리사이드로 변환될 수 있는 적절한 금속(예를 들어, 코발트, 티타늄, 니켈, 팔라듐, 백금, 에르븀, 이들의 조합 등)을 포함할 수 있다. 금속층(910) 형성에 이어서, 금속 또는 금속들이 제1 수직 구조(806)의 기저의 노출된 반도체 재료(예를 들어, 드레인 영역(806c)의 실리콘)와 반응하는 급속 열적 어닐링(RTA) 등의 어닐링 단계를 금속층(910)이 거치게 하는 실리사이드화 프로세스를 수행할 수 있다. 이어서, 도 27에 도시한 바와 같이, 예를 들어, 선택적 에칭 프로세스에 의해 미반응 금속을 제거하여 제1 수직 구조(806)의 드레인 영역(806c) 위와 개구(908)의 바닥에 배치되는 실리사이드 영역(912)을 형성할 수 있다. 선택적 에칭 프로세스는 또한 더미 게이트 유전체(906)를 제거할 수 있고, 이에 따라 도 27에 도시한 바와 같이 제2 게이트 전극층(820)의 측벽들을 노출시킬 수 있다. 실리사이드층(904)은 실리사이드 영역(912)과 함께 도 2에 도시한 제1 도전 트레이스(114) 또는 제2 도전 트레이스(128)로 식별될 수 있다.The process flow may include the steps of removing the sacrificial vertical structure 902 (e.g., using a suitable etch process) to expose the top surface of the first
개구(908)의 바닥에 실리사이드 영역(912)을 형성하는 것에 이어서, 프로세스 흐름은 제1 수직 구조(806)가 풀-다운 트랜지스터들(PD1, PD2) 중 하나인지 또는 패스-게이트 트랜지스터들(PG1, PG2) 중 하나인지 여부에 의존할 수 있다. 제1 수직 구조(806)가 풀-다운 트랜지스터들(PD1, PD2) 중 하나인 실시예에서, 제2 활성층(L2)의 개구(908)는, 제1 풀-다운 트랜지스터(PD1) 또는 제2 풀-다운 트랜지스터(PD2) 위에 각각 제1 풀-업 트랜지스터(PU1) 또는 제2 풀-업 트랜지스터(PU2)를 형성하는 데 사용될 수 있다. 이러한 단계는, 도 16에 관하여 전술한 프로세스들 중 하나 이상을 이용하여 개구(908)의 측벽들 상에 제2 게이트 유전체(826)가 형성되는(예를 들어, 등각 형성되는) 도 28에 도시되어 있다. 또한, 제2 수직 구조(828)는, 예를 들어, 도 16에 관하여 전술한 프로세스들 중 하나 이상을 이용하여 개구(908)를 충전하는 데 사용될 수 있다. 제2 수직 구조(828)는 도 2에 도시한 제1 풀-업 트랜지스터(PU1) 또는 제2 풀-업 트랜지스터(PU2)로 식별될 수 있다. 일부 실시예들에서, 제2 수직 구조(828) 형성에 이어서, 제2 수직 구조(828)로부터의 반도체 재료를 실리사이드 영역(912)과 반응시키거나 실리사이드 영역 내로 확산시킬 수 있는 어닐링 단계가 이어질 수 있다.Following the formation of the
다시 도 27을 참조해 보면, 개구(908)의 바닥에 실리사이드 영역(912)을 형성하는 것에 이어서, 프로세스 흐름은, 제1 수직 구조(806)가 풀-다운 트랜지스터들(PD1, PD2) 중 하나인지 또는 패스-게이트 트랜지스터들(PG1, PG2) 중 하나인지 여부에 의존할 수 있다. 제1 수직 구조(806)가 패스-게이트 트랜지스터들(PG1, PG2) 중 하나인 실시예에서, 제2 활성층(L2)의 개구(908)는, 제2 패스-게이트 트랜지스터(PG2) 또는 제1 패스-게이트 트랜지스터(PG1) 위에 각각 제3 비아(206) 또는 제4 비아(208)를 형성하는 데 사용될 수 있다. 이러한 단계는, 개구(824)를 충전하도록 금속 특징부(830)를 형성할 수 있는 도 29에 도시되어 있다. 금속 특징부(830)는, 제1 게이트 전극층(812)과 유사한 재료들을 포함할 수 있고, 제1 게이트 전극층(812)과 유사한 프로세스들을 이용하여 형성될 수 있다. 후속하여, 일부 실시예들에서, 금속 특징부(830)는, 도 30에 도시한 바와 같이, 예를 들어, 금속 특징부(830)의 상면이 제2 게이트 전극층(820)의 상면과 실질적으로 동면으로 되도록 (예를 들어, RIE 등의 적절한 에칭 프로세스를 이용하여) 에칭백될 수 있다. 이어서, 금속 특징부(830)의 상면은 (도 30에는 도시하지 않은) 유전 재료에 의해 덮힐 수 있다.Referring again to FIG. 27, following forming the
전술한 예에서, 제1 수직 구조(806)의 첫 번째 것이 패스-게이트 트랜지스터들(PG1, PG2) 중 하나이고 제1 수직 구조(806)의 두 번째 것이 풀-다운 트랜지스터들(PD1, PD2) 중 하나이면, 금속 특징부(830)는 패스-게이트 트랜지스터(PG1 또는 PG2) 위의 개구(908)에 형성되는 한편, 제2 수직 구조(828)와 제2 게이트 유전체(826)는 풀-다운 트랜지스터(PD1 또는 PD2) 위의 개구(908)에 형성된다. 그러나, 다른 일 실시예에서, 제2 수직 구조(828)와 제2 게이트 유전체(826)는, 풀-다운 트랜지스터(PD1 또는 PD2) 위의 개구(908) 뿐만 아니라 패스-게이트 트랜지스터(PG1 또는 PG2) 위의 개구(908)에도 형성될 수 있다. 후속하여, 패스-게이트 트랜지스터(PG1 또는 PG2) 위의 제2 수직 구조(828)와 제2 게이트 유전체(826)를 (예를 들어, 에칭 프로세스를 통해) 제거하여 실리사이드 영역(912)을 노출시켜, 개구(908)를 재형성할 수 있다. 이어서, 패스-게이트 트랜지스터(PG1 또는 PG2) 위의 개구(908)를 도전 재료로 충전하여, 예를 들어, 도 29와 도 30에 도시한 바와 같은 금속 특징부(830)를 형성할 수 있다.In the above example, the first one of the first
도 19 내지 도 30에 도시한 프로세스 흐름은, 도 2에 도시한 SRAM 셀(100)의 풀-업 트랜지스터들(PU1, PU2), 풀-다운 트랜지스터들(PD1, PD2), 및 패스-게이트 트랜지스터들(PG1, PG2)을 제조하는 방법의 일례를 도시한다. 도 19에 관하여 전술한 바와 같이 희생 수직 구조(902)는, 유전층들(808, 814, 818, 822), 게이트 전극층들(812, 820), 및 게이트 유전체들(810, 906)의 형성 전에 제1 수직 구조(806) 위에 형성될 수 있다. 게다가, 희생 수직 구조(902)는 SRAM 셀(100)의 제2 활성 레벨에 후속 형성되는 개구(908)의 위치를 정의한다. 결국, 금속 특징부(830)와 제2 수직 구조(828)는 제1 수직 구조(806)와 자기 정렬된다.The process flow shown in Figs. 19 to 30 is the same as the process flow shown in Fig. 2 except that the pull-up transistors PU1 and PU2, pull-down transistors PD1 and PD2 of the
도 31은, 하나 이상의 실시예에 따른 RAM 셀들(100)의 2×2 어레이의 겹쳐진 탑다운 도이다. 더 큰 어레이가 가능하며, 일부 실시예들의 다양한 양태들을 명확하고도 간단히 예시하도록 2×2 어레이를 도시한다. 도 31에 도시한 어레이는, 제1 도전 트레이스(114)와 제2 도전 트레이스(128)가 실리사이드를 포함하는 일례를 예시하지만, 제1 도전 트레이스(114)와 제2 도전 트레이스(128)가 다른 도전 재료들을 포함하는 다른 예들도 가능하다. 어레이에 있어서, 각 SRAM 셀(100)은 셀들(100)이 인접해 있는 X 방향 또는 Y 방향 경계에 걸쳐 미러링되는 인접하는 셀(100)을 갖는다. 예를 들어, 셀(100-2)은 셀들(100-1과 100-2) 간의 X 방향 경계를 따른 셀(100-1)의 미러링된 버전이다. 마찬가지로, 셀(100-3)은 셀들(100-1과 100-3) 간의 Y 방향 경계를 따른 셀(100-1)의 미러링된 버전이다. 도 31에 도시한 2×2 어레이는 (예를 들어, 단면도로 볼 때) 원형 나노와이어 트랜지스터들을 예시한다. 그러나, 트랜지스터들의 단면 형상은 다른 임의의 형상일 수 있으며, 예를 들어, (도 5에 도시한 바와 같이) 막대형, 직사각형, 타원형일 수 있다. SRAM 셀들(100)의 각각은, SRAM 셀(100)의 풋프린트를 감소시키고 이에 따라 (도 31에 도시한 2×2 어레이 등의) 복수의 이러한 SRAM 셀들(100)의 집적 밀도를 증가시키고자 수직 트랜지스터들이 제1 활성 레벨 L1 및 제2 활성 레벨 L2에 형성되는 도 2에 도시한 3차원(3D) 레이아웃을 가질 수 있다.31 is a stacked top down view of a 2x2 array of
이하에서는, 도 31에 도시한 SRAM 셀들(100)의 수직 적층된 트랜지스터들의 서로 다른 레벨들의 다양한 양태들을 설명한다. 도 32는, 도 31에 도시한 SRAM 셀들(100)의 2×2 어레이의 제1 활성 레벨 L1의 소스 레벨 S1의 겹쳐진 탑다운 도를 도시한다. 소스 레벨 S1(도 2 참조)은, 일례로, 풀-다운 트랜지스터들(PD1, PD2)과 패스-게이트 트랜지스터들(PG1, PG2)의 소스 영역들이 형성되는 제1 활성 레벨 L1의 레벨일 수 있다. 제1 활성 레벨 L1의 소스 레벨 S1은, 제1 n-웰(1002), 제2 n-웰(1004), 제3 n-웰(1006), 및 제4 n-웰(1008)을 포함할 수 있다. SRAM 셀들(100-1 내지 100-4)의 제2 패스-게이트 트랜지스터(PG2)의 소스 영역(136)은 제1 n-웰(1002), 제2 n-웰(1004), 제3 n-웰(1006), 및 제4 n-웰(1008)로부터 각각 연장될 수 있다.Hereinafter, various aspects of the different levels of vertically stacked transistors of the
또한, 어레이는, 다수의 셀들(100)에 걸쳐 연장될 수 있는 다양한 n-웰들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 어레이는, 셀들(100-1, 100-2)에 걸쳐 Y 방향을 따라 연장되는 제5 n-웰(1010), 및 셀들(100-3, 100-4)에 걸쳐 Y 방향을 따라 연장되는 제6 n-웰(1012)을 포함할 수 있다. 셀들(100-1, 100-2)의 각각의 제2 풀-다운 트랜지스터(PD2)의 소스 영역(116)은 제5 n-웰(1010)로부터 연장될 수 있는 한편, 셀들(100-3, 100-4)의 각각의 제2 풀-다운 트랜지스터(PD2)의 소스 영역(116)은 제6 n-웰(1012)로부터 연장될 수 있다. 도 32에 도시한 실시예에서, 제1 n-웰(1002), 제2 n-웰(1004), 및 the 제5 n-웰(1010)은 정렬될 수 있다. 게다가, 일부 실시예들에서, 제3 n-웰(1006), 제4 n-웰(1008), 및 제6 n-웰(1012)은 도 32에 도시한 바와 같이 정렬될 수 있다.The array may also include a variety of n-wells that may extend across
어레이는, 셀들(100-1, 100-3)에 걸쳐 X 방향을 따라 연장되는 제7 n-웰(1014), 및 셀들(100-2, 100-4)에 걸쳐 X 방향을 따라 연장되는 제8 n-웰(1016)을 더 포함한다. 제7 n-웰(1014)은 제1 n-웰(1002)과 제3 n-웰(1006) 사이에 위치할 수 있는 한편, 제8 n-웰(1016)은 제2 n-웰(1004)과 제4 n-웰(1008) 사이에 위치할 수 있다. 셀들(100-1, 100-3)의 각각의 제1 풀-다운 트랜지스터(PD2)의 소스 영역(102)은 제7 n-웰(1014)로부터 연장될 수 있는 한편, 셀들(100-2, 100-4)의 각각의 제1 풀-다운 트랜지스터(PD1)의 소스 영역(102)은 제8 n-웰(1016)로부터 연장될 수 있다.The array includes a seventh n-well 1014 extending along the X direction across the cells 100-1 and 100-3 and a seventh n-well 1014 extending along the X direction across the cells 100-2 and 100-4. 8 < / RTI > well (1016). The seventh n-well 1014 may be located between the first n-well 1002 and the third n-well 1006 while the eighth n-well 1016 may be located between the second n-well 1004 Lt; / RTI > and the fourth n-well 1008, respectively. The
어레이는, 셀들(100-1, 100-3)에 걸쳐 X 방향을 따라 연장되는 제9 n-웰(1018), 및 셀들(100-2, 100-4)에 걸쳐 X 방향을 따라 연장되는 제10 n-웰(1020)을 더 포함한다. 제9 n-웰(1018)은 제5 n-웰(1010)과 제6 n-웰(1012) 사이에 위치할 수 있는 한편, 제10 n-웰(1020)도 제5 n-웰(1010)과 제6 n-웰(1012) 사이에 위치할 수 있다. 셀들(100-1, 100-3)의 각각의 제1 패스-게이트 트랜지스터(PG1)의 소스 영역(130)은 제9 n-웰(1018)로부터 연장될 수 있는 한편, 셀들(100-2, 100-4)의 각각의 제1 패스-게이트 트랜지스터(PG1)의 소스 영역(130)은 제10 n-웰(1020)로부터 연장될 수 있다.The array includes a ninth n-well 1018 extending along the X direction across the cells 100-1 and 100-3 and a
도 2에 관하여 전술한 바와 같이, 풀-다운 트랜지스터들(PD1, PD2)의 소스 영역들(116, 102)은 제2 전력 전압 Vss에 결합될 수 있다. 도 33에 도시한 바와 같이, 이는, 제5 n-웰(1010), 제6 n-웰(1012), 제7 n-웰(1014), 및 제8 n-웰(1016)에 각각 결합될 수 있는 복수의 전력 비아(1022)를 사용함으로써 달성될 수 있다. 복수의 전력 비아(1022)는 (예를 들어, 도 2에 관하여 전술한 제1 비아(202)의 도전 재료와 유사한) 도전 재료를 포함할 수 있다. 복수의 전력 비아(1022)는, 제5 n-웰(1010), 제6 n-웰(1012), 제7 n-웰(1014), 및 제8 n-웰(1016)을, 풀-다운 트랜지스터들(PD1, PD2)의 소스 영역들(116, 102)에 제2 전력 전압 Vss를 공급하는 제2 전력 레일(1024)에 결합할 수 있다. 제2 전력 레일(1024)은, 도 2에 관하여 전술한 제1 비아(202)의 도전 재료와 유사한 도전 재료를 포함할 수 있고, 2×2 어레이의 금속화층에 형성될 수 있다.As described above with respect to FIG. 2, the
도 2에 관하여 전술한 바와 같이, 제1 패스-게이트 트랜지스터(PG1)의 소스 영역(130)은 비트 라인(BL)에 전기적으로 결합될 수 있다. 도 34에 도시한 바와 같이, 이는 제9 n-웰(1018)과 제10 n-웰(1020)에 각각 결합될 수 있는 복수의 비트 라인 비아(1026)를 사용함으로써 달성될 수 있다. 복수의 비트 라인 비아(1026)는, (예를 들어, 도 2에 관하여 전술한 제1 비아(202)의 도전 재료와 유사한) 도전 재료를 포함할 수 있다. 비트 라인 비아들(1026)은, 제9 n-웰(1018)과 제10 n-웰(1020)을, 2×2 어레이의 금속화층에 형성될 수 있는 비트 라인(BL)에 결합할 수 있다. 비트 라인(BL)은 제2 전력 레일(1024)로부터의 다른 금속층에 형성될 수 있다.As described above with respect to FIG. 2, the
도 2에 관하여 전술한 바와 같이, 제2 패스-게이트 트랜지스터(PG2)의 소스 영역(136)은 상보 비트 라인(BBL)에 전기적으로 결합될 수 있다. 도 35에 도시한 바와 같이, 이는, 제1 n-웰(1002), 제2 n-웰(1004), 제3 n-웰(1006), 제4 n-웰(1008)에 각각 결합될 수 있는 복수의 상보 비트 라인 비아(1028)를 사용함으로써 달성될 수 있다. 복수의 상보 비트 라인 비아(1028)는, (예를 들어, 도 2에 관하여 전술한 제1 비아(202)의 도전 재료와 유사한) 도전 재료를 포함할 수 있다. 상보 비트 라인 비아들(1028)은, 제1 n-웰(1002), 제2 n-웰(1004), 제3 n-웰(1006), 제4 n-웰(1008)을, 2×2 어레이의 금속화층에 형성될 수 있는 상보 비트 라인(BBL)에 결합할 수 있다. 상보 비트 라인(BBL)은, 비트 라인(BL)과 동일한 금속화층에 형성될 수 있다.As described above with respect to FIG. 2, the
요약하자면, 도 32 내지 도 35는, 도 31에 도시한 SRAM 셀들(100)의 2×2 어레이의 제1 활성 레벨 L1의 소스 레벨 S1의 겹쳐진 탑다운 도를 도시한다. 도 36은, 도 31에 도시한 도시한 SRAM 셀들(100)의 2×2 어레이의 제1 활성 레벨 L1의 채널 레벨 C1과 드레인 레벨 D1의 겹쳐진 탑다운 도를 도시한다. 채널 레벨 C1과 드레인 레벨 D1(도 2 참조)은, 일례로, 풀-다운 트랜지스터들(PD1, PD2)과 패스-게이트 트랜지스터들(PG1, PG2)의 채널 영역들과 드레인 영역들이 형성되는 제1 활성 레벨 L1의 레벨일 수 있다.In summary, FIGS. 32-35 illustrate an overlapping top down view of the source level S1 of the first active level L1 of the 2x2 array of
도 36에 도시한 바와 같이, 셀들(100-1 내지 100-4)의 각각마다, 제2 패스-게이트 트랜지스터(PG2)의 드레인 영역(140)이 제2 패스-게이트 트랜지스터(PG2)의 채널 영역 위에 형성될 수 있다. 이어서, 제2 패스-게이트 트랜지스터(PG2)의 채널 영역은 제2 패스-게이트 트랜지스터(PG2)의 게이트(138)에 의해 둘러싸일 수 있다. 도 36에 도시한 바와 같이, 셀들(100-1 내지 100-4)의 각각마다, 제1 풀-다운 트랜지스터(PD1)의 드레인 영역(106)은 제1 풀-다운 트랜지스터(PD1)의 채널 영역 위에 형성될 수 있다. 이어서, 제1 풀-다운 트랜지스터(PD1)의 채널 영역은 제1 풀-다운 트랜지스터(PD1)의 게이트(104)에 의해 둘러싸일 수 있다. 도 36에 도시한 바와 같이, 셀들(100-1 내지 100-4)의 각각마다, 제2 풀-다운 트랜지스터(PD2)의 드레인 영역(120)은 제2 풀-다운 트랜지스터(PD2)의 채널 영역 위에 형성될 수 있다. 이어서, 제2 풀-다운 트랜지스터(PD2)의 채널 영역은 제2 풀-다운 트랜지스터(PD2)의 게이트(118)에 의해 둘러싸일 수 있다. 도 36에 도시한 바와 같이, 셀들(100-1 내지 100-4)의 각각마다, 제1 패스-게이트 트랜지스터(PG1)의 드레인 영역(134)은 제1 패스-게이트 트랜지스터(PG1)의 채널 영역 위에 형성될 수 있다. 이어서, 제1 패스-게이트 트랜지스터(PG1)의 채널 영역은 제1 패스-게이트 트랜지스터(PG1)의 게이트(132)에 의해 둘러싸일 수 있다.The
도 2에 관하여 전술한 바와 같이, 패스-게이트 트랜지스터들(PG1, PG2)의 게이트들은 기입 라인(WL)에 전기적으로 결합될 수 있다. 도 36에 도시한 바와 같이, 이는, 패스-게이트 트랜지스터들(PG1, PG2)의 게이트들(138, 1332)에 각각 결합될 수 있는 복수의 워드 라인 비아(1030)를 사용함으로써 달성될 수 있다. 복수의 워드 라인 비아(1030)는, (예를 들어, 도 2에 관하여 전술한 제1 비아(202)의 도전 재료와 유사한) 도전 재료를 포함할 수 있다. 워드 라인 비아들(1030)은, 패스-게이트 트랜지스터들(PG1, PG2)의 게이트들(138, 132)을, 2×2 어레이의 금속화층에 형성될 수 있는 워드 라인 WL에 결합할 수 있다. 도 2에 관하여 전술한 바와 같이, 풀-다운 트랜지스터들(PD1, PD2)의 게이트들은 제1 비아(202)와 제2 비아(204)를 사용하여 풀-업 트랜지스터들(PU1, PU2)의 게이트들에 결합될 수 있다. 도 36은, 또한, 셀들(100-1 내지 100-4)의 각각의 제1 비아(202)와 제2 비아(204)를 도시한다.As described above with respect to FIG. 2, the gates of pass-gate transistors PG1 and PG2 may be electrically coupled to write line WL. 36, this can be achieved by using a plurality of wordline vias 1030 that can be coupled to the
도 37은, 일 실시예에 따라 도 31에 도시한 SRAM 셀들(100)의 2×2 어레이의 트레이스 레벨 SL의 겹쳐진 탑다운 도를 도시한다. 트레이스 레벨 SL(도 2 참조)은, 일례로, 제1 도전 트레이스(114)와 제2 도전 트레이스(128)가 형성되는 레벨일 수 있다. 도 37에 도시한 바와 같이, 제1 도전 트레이스(114)는, 제1 풀-다운 트랜지스터(PD1)의 드레인 영역(106)과 제1 패스-게이트 트랜지스터(PG1)의 드레인 영역(134)을 둘러쌀 수 있고, 이에 따라 제1 풀-다운 트랜지스터(PD1)의 드레인 영역(106)과 제1 패스-게이트 트랜지스터(PG1)의 드레인 영역(134)을 서로 결합할 수 있다. 또한, 도 37에 도시한 바와 같이, 제2 도전 트레이스(128)는, 제2 풀-다운 트랜지스터(PD2)의 드레인 영역(120)과 제2 패스-게이트 트랜지스터(PG2)의 드레인 영역(140)을 둘러쌀 수 있고, 이에 따라 제2 풀-다운 트랜지스터(PD2)의 드레인 영역(120)과 제2 패스-게이트 트랜지스터(PG2)의 드레인 영역(140)을 서로 결합할 수 있다.37 shows an overlapping top down view of a 2x2 array of trace levels SL of
도 38은, 도 31에 도시한 SRAM 셀들(100)의 2×2 어레이의 제2 활성 레벨 L2의 드레인 레벨 D2와 채널 레벨 C2의 겹쳐진 탑다운 도를 도시한다. 드레인 레벨 D2와 채널 레벨 C2(도 2 참조)는, 일례로, 풀-업 트랜지스터들(PU1, PU2)의 채널 영역들과 드레인 영역들이 형성되는 제2 활성 레벨 L2의 레벨일 수 있다. 도 38에 도시한 바와 같이, 셀들(100-1 내지 100-4)의 각각마다, 제1 풀-업 트랜지스터(PU1)의 채널 영역(1032)은 제1 풀-업 트랜지스터(PU1)의 드레인 영역(112) 위에 형성될 수 있다. 이어서, 제1 풀-업 트랜지스터(PU1)의 채널 영역(1032)은 제1 풀-업 트랜지스터(PU1)의 게이트(110)에 의해 둘러싸일 수 있다. 도 38에 도시한 바와 같이, 셀들(100-1 내지 100-4)의 각각마다, 제2 풀-업 트랜지스터(PU2)의 채널 영역(1034)은 제2 풀-업 트랜지스터(PU2)의 드레인 영역(126) 위에 형성될 수 있다. 이어서, 제2 풀-업 트랜지스터(PU2)의 채널 영역(1034)은 제2 풀-업 트랜지스터(PU2)의 게이트(124)에 의해 둘러싸일 수 있다. 도 2에 관하여 전술한 바와 같이, 트랜지스터들(PU2, PD2)의 게이트들은 제4 비아(208)를 사용하여 트랜지스터들(PU1, PD1)의 드레인들에 결합될 수 있는 한편, 트랜지스터들(PU1, PD1)의 게이트들은 제3 비아(206)를 사용하여 트랜지스터들(PU2, PD2)의 드레인들에 결합될 수 있다. 제3 비아(206)와 제4 비아(208)도 도 38에서 셀들(100-1 내지 100-4)의 각각마다 예시되어 있다. 도 2에 관하여 전술한 바와 같이, 풀-다운 트랜지스터들(PD1, PD2)의 게이트들은 제1 비아(202)와 제2 비아(204)를 사용하여 풀-업 트랜지스터들(PU1, PU2)의 게이트들에 결합될 수 있다. 또한, 도 38은 셀들(100-1 내지 100-4)의 각각마다 제1 비아(202)와 제2 비아(204)를 예시한다.Fig. 38 shows a top-down view of the drain level D2 and the channel level C2 overlapping the second active level L2 of the 2x2 array of the
도 39는, 일 실시예에 따라 도 31에 도시한 SRAM 셀들(100)의 2×2 어레이의 제2 활성 레벨 L2의 소스 레벨 S2의 겹쳐진 탑다운 도를 도시한다. 소스 레벨 S2(도 2 참조)는, 일례로, 풀-업 트랜지스터들(PU1, PU2)의 소스 영역들이 형성되는 제2 활성 레벨 L2의 레벨일 수 있다. 도 39에 도시한 바와 같이, 셀들(100-1 내지 100-4)의 각각은, 제1 풀-업 트랜지스터(PU1)의 소스 영역(108)과 제2 풀-업 트랜지스터(PU2)의 소스 영역(122)을 포함한다. 도 2에 관하여 전술한 바와 같이, 풀-업 트랜지스터들(PU1, PU2)의 소스들(108, 122)은 제1 전력 전압 Vdd에 결합된다. 도 39에 도시한 바와 같이, 이는, 셀들(100-1 내지 100-4)의 각각의 소스들(108, 122) 주위에 제1 전력 레일(1036)을 형성함으로써 달성될 수 있다. 제1 전력 레일(1036)은, 제1 비아(202)의 도전 재료와 유사한 도전 재료를 포함할 수 있고, 제1 전력 전압 Vdd에 전기적으로 결합될 수 있다. 도 40은, 제1 전력 레일(1036)을 형성하는 데 사용되는 도전 재료의 양이 감소된 다른 일 실시예를 도시한다.Figure 39 shows an overlapping top down view of the source level S2 of the second active level L2 of the 2x2 array of
도 31 내지 도 40에 관하여 전술한 아키텍처는, SRAM 셀(100)의 풋프린트를 감소시킬 수 있고, 결국, (도 31에 도시한 2×2 어레이 등의) 복수의 이러한 SRAM 셀(100)의 집적 밀도를 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 비아(202), 제2 비아(204), 제3 비아(206), 및 제4 비아(208)는, 풀-업 트랜지스터들(PU1, PU2), 풀-다운 트랜지스터들(PD1, PD2), 및 패스-게이트 트랜지스터들(PG1, PG2)의 수직 상호 접속을 가능하게 하며, 이에 따라 SRAM 셀(100)의 풋프린트를 감소시킬 수 있다.31-40 may reduce the footprint of
상기의 설명은, 당업자가 본 개시의 양태들을 더 잘 이해할 수 있도록 수 개의 실시형태들의 특징들을 약술한다. 당업자라면, 여기서 소개된 실시형태들과 동일한 목적을 달성하고 및/또는 동일한 이점을 달성하기 위하여 기타의 프로세스 및 구조체를 설계 또는 수정하기 위한 기초로서 본 개시를 용이하게 이용할 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 당업자라면, 또한 이러한 등가의 구성이 본 개시의 사상과 범위로부터 벗어나지 않으며, 본 개시의 사상과 범위로부터 벗어나지 않고 다양한 변경, 대체, 및 변형을 가할 수 있다는 것을 인식해야 한다.The foregoing description outlines features of several embodiments in order to enable those skilled in the art to better understand aspects of the disclosure. It should be understood by those skilled in the art that the present disclosure can readily be used as a basis for designing or modifying other processes and structures to achieve the same purpose and / or to achieve the same advantages as the embodiments disclosed herein. Those skilled in the art will recognize that such equivalent constructions do not depart from the spirit and scope of this disclosure and that various changes, substitutions and alterations can be made herein without departing from the spirit and scope of the disclosure.
Claims (10)
제1 수직 소스, 상기 제1 수직 소스 위의 제1 수직 채널, 상기 제1 수직 채널 위의 제1 수직 드레인, 및 상기 제1 수직 채널 주위의 제1 게이트 전극을 포함하는 제1 풀-다운 트랜지스터;
상기 제1 수직 드레인 위의 제2 수직 드레인, 상기 제2 수직 드레인 위의 제2 수직 채널, 상기 제2 수직 채널 위의 제2 수직 소스, 및 상기 제2 수직 채널 주위의 제2 게이트 전극을 포함하는 제1 풀-업 트랜지스터;
상기 제1 게이트 전극과 상기 제2 게이트 전극을 결합하는 제1 비아(via);
상기 제1 수직 드레인과 상기 제2 수직 드레인 사이에 제1 부분을 가지는 제1 도전성 트레이스;
제3 수직 소스, 상기 제3 수직 소스 위의 제3 수직 채널, 상기 제3 수직 채널 위의 제3 수직 드레인, 및 상기 제3 수직 채널 주위의 제3 게이트 전극을 포함하는 제1 패스-게이트(pass-gate) 트랜지스터로서, 상기 제1 도전성 트레이스는 상기 제3 수직 드레인 위에 제2 부분을 가지는 것인 상기 제1 패스-게이트 트랜지스터;
제4 수직 소스, 상기 제4 수직 소스 위의 제4 수직 채널, 상기 제4 수직 채널 위의 제4 수직 드레인, 및 상기 제4 수직 채널 주위의 제4 게이트 전극을 포함하는 제2 풀-다운 트랜지스터;
상기 제4 수직 드레인 위의 제5 수직 드레인, 상기 제5 수직 드레인 위의 제5 수직 채널, 상기 제5 수직 채널 위의 제5 수직 소스, 및 상기 제5 수직 채널 주위의 제5 게이트 전극을 포함하는 제2 풀-업 트랜지스터로서, 상기 제5 게이트 전극은 상기 제1 도전성 트레이스의 제2 부분 위로 연장되는 말단(distal) 부분을 가지는 것인 상기 제2 풀-업 트랜지스터;
상기 제4 게이트 전극과 상기 제5 게이트 전극을 결합하는 제2 비아;
상기 제4 수직 드레인과 상기 제5 수직 드레인 사이에 제1 부분을 가지는 제2 도전성 트레이스;
제6 수직 소스, 상기 제6 수직 소스 위의 제6 수직 채널, 상기 제6 수직 채널 위의 제6 수직 드레인, 및 상기 제6 수직 채널 주위의 제6 게이트 전극을 포함하는 제2 패스-게이트 트랜지스터로서, 상기 제2 도전성 트레이스는, 상기 제6 수직 드레인 위에 제2 부분을 가지며, 상기 제2 게이트 전극은 상기 제2 도전성 트레이스의 상기 제2 부분 위로 연장되는 말단 부분을 가지는 것인 상기 제2 패스-게이트 트랜지스터;
상기 제2 게이트 전극의 상기 말단 부분과 상기 제2 도전성 트레이스의 상기 제2 부분을 결합하는 제3 비아; 및
상기 제5 게이트 전극의 상기 말단 부분과 상기 제1 도전성 트레이스의 상기 제2 부분을 결합하는 제4 비아를 포함하는 반도체 디바이스.A semiconductor device comprising:
A first pull-down transistor including a first vertical source, a first vertical channel on the first vertical source, a first vertical drain on the first vertical channel, and a first gate electrode around the first vertical channel, ;
A second vertical drain on the first vertical drain, a second vertical channel on the second vertical drain, a second vertical source on the second vertical channel, and a second gate electrode around the second vertical channel A first pull-up transistor;
A first via coupled to the first gate electrode and the second gate electrode;
A first conductive trace having a first portion between the first vertical drain and the second vertical drain;
A first pass-gate including a third vertical source, a third vertical channel on the third vertical source, a third vertical drain on the third vertical channel, and a third gate electrode around the third vertical channel, pass-gate transistor, the first conductive trace having a second portion over the third vertical drain;
A second pull-down transistor including a fourth vertical source, a fourth vertical channel on the fourth vertical source, a fourth vertical drain on the fourth vertical channel, and a fourth gate electrode around the fourth vertical channel, ;
A fifth vertical drain on the fourth vertical drain, a fifth vertical channel on the fifth vertical drain, a fifth vertical source on the fifth vertical channel, and a fifth gate electrode around the fifth vertical channel The second pull-up transistor having the fifth gate electrode having a distal portion extending over a second portion of the first conductive trace;
A second via coupling the fourth gate electrode and the fifth gate electrode;
A second conductive trace having a first portion between the fourth vertical drain and the fifth vertical drain;
A second pass-gate transistor including a sixth vertical source, a sixth vertical channel on the sixth vertical source, a sixth vertical drain on the sixth vertical channel, and a sixth gate electrode around the sixth vertical channel, Wherein the second conductive trace has a second portion over the sixth vertical drain and the second gate electrode has a distal portion extending over the second portion of the second conductive trace, A gate transistor;
A third via for joining said distal portion of said second gate electrode to said second portion of said second conductive trace; And
And a fourth via for coupling the distal portion of the fifth gate electrode to the second portion of the first conductive trace.
상기 제2 패스-게이트 트랜지스터는 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향을 따라 상기 제1 거리만큼 상기 제1 풀-다운 트랜지스터로부터 측방향으로 분리되며,
상기 제2 풀-다운 트랜지스터는, 상기 제2 방향을 따라 상기 제1 거리만큼 상기 제1 패스-게이트 트랜지스터로부터 측방향으로 분리되는 것인 반도체 디바이스. 2. The transistor of claim 1, wherein the first pass-gate transistor is laterally separated from the first pull-down transistor by a first distance along a first direction,
The second pass-gate transistor is laterally separated from the first pull-down transistor by the first distance along a second direction perpendicular to the first direction,
And the second pull-down transistor is laterally separated from the first pass-gate transistor by the first distance along the second direction.
제1 n-웰로서, 상기 제1 수직 소스는 상기 제1 n-웰로부터 연장되는 것인 상기 제1 n-웰;
상기 제1 n-웰로부터 제1 거리만큼 측방향으로 분리된 제2 n-웰로서, 상기 제3 수직 소스는 상기 제2 n-웰로부터 연장되는 것인 상기 제2 n-웰;
상기 제2 n-웰로부터 상기 제1 거리만큼 측방향으로 분리된 제3 n-웰로서, 상기 제4 수직 소스는 상기 제3 n-웰로부터 연장되는 것인 상기 제3 n-웰; 및
상기 제1 n-웰과 상기 제3 n-웰로부터 상기 제1 거리만큼 측방향으로 분리된 제4 n-웰로서, 상기 제6 수직 소스는 상기 제4 n-웰로부터 연장되는 것인 상기 제4 n-웰을 더 포함하는 반도체 디바이스.The method according to claim 1,
A first n-well, said first vertical source extending from said first n-well;
A second n-well separated laterally by a first distance from the first n-well, the third vertical source extending from the second n-well;
A third n-well separated laterally by said first distance from said second n-well, said fourth vertical source extending from said third n-well; And
And a fourth n-well laterally separated from the first n-well and the third n-well by the first distance, the sixth vertical source extending from the fourth n- 4 n-well.
상기 제1 n-웰에 결합된 제1 파워 비아; 및
상기 제3 n-웰에 결합된 제2 파워 비아를 더 포함하며,
상기 제1 파워 비아 및 상기 제2 파워 비아는 파워 레일에 결합되는 것인 반도체 디바이스.8. The method of claim 7,
A first power via coupled to the first n-well; And
And a second power via coupled to the third n-well,
Wherein the first power via and the second power via are coupled to the power rail.
상기 반도체 디바이스의 제1 활성 레벨에서의 제1 수직 풀-다운 트랜지스터로서, 상기 제1 수직 풀-다운 트랜지스터는 상기 제1 활성 레벨에서 측방향으로 연장되는 제1 게이트 전극을 포함하는 것인 상기 제1 수직 풀-다운 트랜지스터;
상기 제1 수직 풀-다운 트랜지스터 위에 적층된 제1 수직 풀-업 트랜지스터로서, 상기 제1 수직 풀-업 트랜지스터는 상기 반도체 디바이스의 제2 활성 레벨에 있으며, 상기 제2 활성 레벨에서 측방향으로 연장되는 제2 게이트 전극을 가지는 것인 상기 제1 수직 풀-업 트랜지스터;
상기 제1 활성 레벨에서의 상기 제1 게이트 전극과 상기 제2 활성 레벨에서의 상기 제2 게이트 전극을 결합하는 제1 비아;
상기 제1 수직 풀-다운 트랜지스터와 상기 제1 수직 풀-업 트랜지스터 사이에 배치되는 제1 도전성 트레이스로서, 상기 제1 도전성 트레이스는 상기 제1 수직 풀-다운 트랜지스터 및 상기 제1 수직 풀-업 트랜지스터의 드레인 영역들을 서로 결합하는 것인 상기 제1 도전성 트레이스;
상기 반도체 디바이스의 상기 제1 활성 레벨에서의 제2 수직 풀-다운 트랜지스터로서, 상기 제2 수직 풀-다운 트랜지스터는 상기 제1 활성 레벨에서 측방향으로 연장되는 제3 게이트 전극을 포함하는 것인 상기 제2 수직 풀-다운 트랜지스터;
상기 제2 수직 풀-다운 트랜지스터 위에 적층된 제2 수직 풀-업 트랜지스터로서, 상기 제2 수직 풀-업 트랜지스터는 상기 반도체 디바이스의 상기 제2 활성 레벨에 있으며, 상기 제2 활성 레벨에서 측방향으로 연장되는 제4 게이트 전극을 가지는 것인 상기 제2 수직 풀-업 트랜지스터;
상기 제1 활성 레벨에서의 상기 제3 게이트 전극과 상기 제2 활성 레벨에서의 상기 제4 게이트 전극을 결합하는 제2 비아;
상기 제2 수직 풀-다운 트랜지스터와 상기 제2 수직 풀-업 트랜지스터 사이에 배치된 제2 도전성 트레이스로서, 상기 제2 도전성 트레이스는, 상기 제2 수직 풀-다운 트랜지스터와 상기 제2 수직 풀-업 트랜지스터의 드레인 영역들을 서로 결합하는 것인 상기 제2 도전성 트레이스;
상기 반도체 디바이스의 상기 제1 활성 레벨에서의 제1 수직 패스-게이트 트랜지스터로서, 상기 제1 도전성 트레이스의 일부는 상기 제1 수직 패스-게이트 트랜지스터의 드레인 영역 위로 연장되며, 상기 드레인 영역과 접촉하는 것인 상기 제1 수직 패스-게이트 트랜지스터;
상기 반도체 디바이스의 상기 제1 활성 레벨에서의 제2 수직 패스-게이트 트랜지스터로서, 상기 제2 도전성 트레이스의 일부는 상기 제2 수직 패스-게이트 트랜지스터의 드레인 영역 위로 연장되며, 상기 드레인 영역과 접촉하는 것인 상기 제2 수직 패스-게이트 트랜지스터;
상기 제2 수직 패스-게이트 트랜지스터의 상기 드레인 영역과 접촉하는 상기 제2 도전성 트레이스의 일부와 상기 제2 수직 패스-게이트 트랜지스터 위로 연장되는 상기 제2 게이트 전극의 일부를 상호접속하는 제3 비아; 및
상기 제1 수직 패스-게이트 트랜지스터의 상기 드레인 영역과 접촉하는 상기 제1 도전성 트레이스의 일부와 상기 제1 수직 패스-게이트 트랜지스터 위로 연장되는 상기 제4 게이트 전극의 일부를 상호접속하는 제4 비아를 포함하는 반도체 디바이스. A semiconductor device comprising:
Down transistor comprises a first gate electrode extending laterally at the first level of activity, the first vertical pull-down transistor at a first level of activity of the semiconductor device, One vertical pull-down transistor;
A first vertical pull-up transistor stacked over the first vertical pull-down transistor, the first vertical pull-up transistor being at a second active level of the semiconductor device, and extending laterally at the second active level; The first vertical pull-up transistor having a second gate electrode coupled to the first vertical pull-up transistor;
A first via coupling the first gate electrode at the first activation level and the second gate electrode at the second activation level;
A first conductive trace disposed between the first vertical pull-down transistor and the first vertical pull-up transistor, the first conductive trace comprising a first vertical pull-down transistor and a first vertical pull- Said drain region of said first conductive trace being coupled to each other;
A second vertical pull-down transistor at the first active level of the semiconductor device, the second vertical pull-down transistor comprising a third gate electrode extending laterally at the first active level, A second vertical pull-down transistor;
A second vertical pull-up transistor stacked on the second vertical pull-down transistor, the second vertical pull-up transistor being at the second active level of the semiconductor device, The second vertical pull-up transistor having a fourth gate electrode extending therefrom;
A second via coupling the third gate electrode at the first activation level and the fourth gate electrode at the second activation level;
And a second conductive trace disposed between the second vertical pull-down transistor and the second vertical pull-up transistor, the second conductive trace comprising a second vertical pull-down transistor and a second vertical pull- The second conductive trace coupling the drain regions of the transistor to each other;
A first vertical pass-gate transistor at the first active level of the semiconductor device, wherein a portion of the first conductive trace extends over a drain region of the first vertical pass-gate transistor, The first vertical pass-gate transistor;
A second vertical pass-gate transistor at the first active level of the semiconductor device, wherein a portion of the second conductive trace extends over a drain region of the second vertical pass-gate transistor, The second vertical pass-gate transistor;
A third via interconnecting a portion of the second conductive trace in contact with the drain region of the second vertical pass-gate transistor and a portion of the second gate electrode extending over the second vertical pass-gate transistor; And
And a fourth via interconnecting a portion of the first conductive trace in contact with the drain region of the first vertical pass-gate transistor and a portion of the fourth gate electrode extending over the first vertical pass-gate transistor Lt; / RTI >
제1 유전체 층에 의해 둘러싸인 제1 소스 영역, 상기 제1 소스 영역 위의 제1 채널 영역, 상기 제1 채널 영역 위에 있고 제2 유전체 층에 의해 둘러싸인 제1 드레인, 및 상기 제1 채널 영역 주위의 제1 게이트 전극 층을 포함하는 제1 수직 트랜지스터를 형성하는 단계로서, 상기 제1 게이트 전극 층은 상기 제1 유전체 층과 상기 제2 유전체 층 사이에 배치되는 것인 상기 제1 수직 트랜지스터를 형성하는 단계와,
상기 제1 유전체 층에 의해 둘러싸인 제2 소스 영역, 상기 제2 소스 영역 위의 제2 채널 영역, 상기 제2 채널 영역 위에 있고 상기 제2 유전체 층에 의해 둘러싸인 제2 드레인 영역, 및 상기 제2 채널 영역 주위의 제2 게이트 전극 층을 포함하는 제2 수직 트랜지스터를 형성하는 단계로서, 상기 제2 게이트 전극 층은 상기 제1 게이트 전극 층과는 상이하며 상기 제1 유전체 층과 상기 제2 유전체 층 사이에 배치되는 것인 상기 제2 수직 트랜지스터를 형성하는 단계와,
상기 제1 수직 트랜지스터 위에 제3 수직 트랜지스터를 형성하는 단계와
상기 제2 수직 트랜지스터 위에 비아를 형성하는 단계로서, 상기 비아의 일부는 제4 수직 트랜지스터의 게이트 전극에 의해 둘러싸이는 것인 상기 비아를 형성하는 단계를 포함하는 방법.In the method,
A first drain region surrounded by a first dielectric layer, a first channel region over the first source region, a first drain over the first channel region and surrounded by a second dielectric layer, and a second drain region surrounding the first channel region, Forming a first vertical transistor comprising a first gate electrode layer, wherein the first gate electrode layer is disposed between the first dielectric layer and the second dielectric layer Step,
A second source region surrounded by the first dielectric layer, a second channel region over the second source region, a second drain region over the second channel region and surrounded by the second dielectric layer, Forming a second vertical transistor comprising a second gate electrode layer around the region, wherein the second gate electrode layer is different from the first gate electrode layer and between the first dielectric layer and the second dielectric layer Said second vertical transistor being disposed on said first vertical transistor,
Forming a third vertical transistor on the first vertical transistor;
Forming a via over the second vertical transistor, wherein the portion of the via is surrounded by a gate electrode of a fourth vertical transistor.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
AMND | Amendment | ||
E601 | Decision to refuse application | ||
AMND | Amendment | ||
X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
GRNT | Written decision to grant |